Image Image Image Image Image Image Image Image Image Image

Новости астрономии и астрофизики — The Universe Times | 18.11.2017

Scroll to top

Top

Нет комментариев

Объект PG 1302-102 является системой двух чёрных дыр

Объект PG 1302-102 является системой двух чёрных дыр
shortstoryf

Учёные обнаружили два объекта, которые были помечены как возможные кандидаты в чёрные дыры. Самое удивительное в этом то, что они расположились не в двух различных системах, а в одной. Одна чёрная дыра вращается вокруг другой в своеобразном танце. Исследователи даже выдвинули предположение, что со временем они подойдут друг к другу настолько близко, что смогут слиться в один космический объект. В этой работе активно принимали участие космический аппарат GALEX и телескоп «Хаббл». Вместе эти два аппарата сумели предоставить самые неопровержимые подтверждения существования эти странных объектов, а также информацию об их периодическом световом сигнале.

Дуэт этих двух кандидатов в чёрные дыры был назван PG 1302102, а обнаружен ранее в 2015 году с использованием наземных телескопов. Эта орбитальная пара является самой тесной из всех подобных объектов, обнаруженных на сегодняшний день. Предполагается, что расстояние между ними ненамного больше диаметра Солнечной Системы. Как ожидается, менее чем через миллион лет они столкнутся и сольются вместе, вызвав колоссальный взрыв мощностью, сопоставимой со ста миллионами сверхновых. Исследователи очень активно изучают PG 1302102. Это важно в плане понимания того, как сливаются галактики, а, следовательно, и сверхмассивные чёрные дыры в их ядрах. Но, несмотря на то что подобные явления стали в современной астрономии обыденностью, учёным до сих пор очень трудно изучать эти процессы.

PG 1302102 является одним из небольшой группы объектов, которую составляют возможные кандидаты в двойные системы чёрных дыр. Первоначально он был зафиксирован исследователями в Калифорнийском технологическом институте после того, как был тщательно исследован сигнал, приходящий из центра галактики. Исследования проводились в рамках обзора Catalina Real-Time Transient Survey, который и указал на то, что переменный сигнал, вероятнее всего, образуется в результате движения двух чёрных дыр, которые оборачиваются вокруг друг друга каждые пять лет. И в то время как сами чёрные дыры совершенно не испускают свет, информацию о них удалось получить благодаря излучения вещества, находящегося в их аккреционном диске. Проанализировав всю накопленную информацию, а также порывшись в архивах, чтобы отследить изменение этого участка неба за последние 20 лет, учёные пришли к заключению о том данные перевешивают к варианту вращения двух чёрных дыр, нежели каких-то других объектов.

«Нам попросту повезло, что мы смогли заполучить данные от GALEX. Порывшись в архивах, мы нашли, что объект PG 1302102 наблюдался как минимум шесть раз», — Давид Шиминович из Колумбийского университета в Нью-Йорке.

Чёрные дыры

Два кадра из симуляции излучения от бинарной системы чёрных дыр PG 1302-102, расположенной на расстоянии 3.5 миллиарда световых лет от Земли. Изображение справа является увеличенным представлением и показывает вращение чёрных дыр вокруг друг друга. По этой симуляции видно, что меньшая чёрная дыра испускает больше света. Это обусловлено тем, что она расположена дальше от барицентра и ближе к окружающему систему газопылевому диску. В результате этого к большей дыре поступает меньше вещества и она «голодает», а следовательно и лучит слабее. Источник: Zoltan Haiman, Columbia University

«Хаббла», который способен видеть ультрафиолетовый спектр в дополнение к видимому и другим диапазонам, аналогично наблюдал объект в прошлом. Ультрафиолетовые данные были очень важны для того, чтобы проверить вопрос возникновения периодического светового потока, приходящего от чёрных дыр. Идея состоит в том, что одна из чёрных дыр в паре испускает больше света вследствие того, что она поглощает больше вещества. Этот процесс разогревает материю, которая и начинает сильно лучить. По мере того как эта активная чёрная дыра делает в течение пяти лет оборот вокруг своего компаньона, интенсивность её излучения меняется. Говоря простым языком, когда она движется в нашем направлении, то становится ярче.

«Это как будто у вас есть лампочка на 60 ватт, которая внезапно стала светить как стоваттная. А вот когда она от нас отдаляется, можно сказать, что она становится тусклее и светит уже как двадцативаттная лампочка», — Дениэль Д’Орацио, ведущий автор исследований из Колумбийского университета.

Но что вызывает изменения в этом световом потоке? Один из компонентов, вносящий вклад в искажение приходящего к нам сигнала, именуется «синее смещение». Это явление возникает, когда свет движется к нам, из-за чего он переходит в область более коротких волн, или в синюю часть электромагнитного спектра. Другой компонент этого вклада — огромная скорость движения самой чёрной дыры. Более активная чёрная дыра движется со скоростью, равной семи процентам скорости света, это действительно быстро.

Д’Орацио и его коллеги смоделировали этот эффект, основываясь на предыдущих отчётах того же Калифорнийского института, и предсказали то, как излучение должно выглядеть в ультрафиолетовом свете. Они предположили, что, если периодическое увеличение и снижение интенсивности яркости излучения в видимом диапазоне вызвано из-за релятивистских эффектов, то же самое циклическое поведение должно прослеживаться и в ультрафиолетовых волнах, но с усилением в 2.5 раза. Как впоследствии оказалось, свет, который зафиксировали как GALEX, так и «Хаббл», полностью удовлетворяет этому условию.

«В настоящее время мы значительно обновили наши знания о системе PG 1302102 и с каждым днём понимаем её всё лучше и лучше», — Золтан Хеймен, соавтор работы из Колумбийского Университета.

Эти результаты должны помочь исследователям понять то, как найти ещё более близкие чёрные дыры, а такие объекты по представлению некоторых астрофизиков являются Святым Граалем в поиске гравитационных волн. В самом конце своего существования в виде бинарной системы, когда чёрные дыры стремительно вращаются вокруг друг друга, предсказывается, что они могут сформировать рябь в пространстве-времени. Эти так называемые гравитационные волны, существование которых следует из теории гравитации Эйнштейна, опубликованной сто лет назад, содержат подсказки о самой ткани нашей Вселенной.

По информации NASA.

Оставьте комментарий

Добавить комментарий

Яндекс.Метрика Рейтинг@Mail.ru Лицензия Creative Commons «The Universe Times» Google