Image Image Image Image Image Image Image Image Image Image

Новости астрономии и астрофизики — The Universe Times | 23.07.2017

Scroll to top

Top

Нет комментариев

Пульсации света помогли обнаружить редкую черную дыру

shortstoryf

Во вселенной существует столько черных дыр, что невозможно точно посчитать их всех. По оценкам ученых, только лишь в нашей галактики может существовать до 100 миллионов этих удивительных и загадочных объектов. Почти все черные дыры попадают в одну из двух категорий: большие и супермассивные. Нам известно, что черные дыры в пределах масс от 10 до 100 солнечных являются остатками умирающих звезд, а супермассивные дыры, массой более миллиона солнечных, находятся в центрах большинства галактик.

Однако в бесконечной пустыни вселенной существует небольшое количество, как оазисы, необычных черных дыр совершенно таинственного типа. Имея массу размером от ста до нескольких сотен тысяч масс Солнца (своеобразные промежуточные объекты, если сравнивать их с двумя предыдущими группами) эти объекты настолько трудны в обнаружении, что некоторые ученые даже оспаривают сам факт их существования. Еще меньше известно о том, как они формируются. А некоторые астрономы задаются вопросом: ведут ли они себя также как и другие черные дыры.

В новом опубликованном исследовании команда астрономов утверждает, что смогла точно измерить, а следовательно и подтвердить существование, черной дыры, которая тяжелее Солнца приблизительно в 400 раз и находится в галактике, расположенной от нас на расстоянии 12 миллионов световых лет. Это открытие было сделано аспирантом кафедры астрономии Университета Мэриленда Дхиреджем Пэшемом и двумя его коллегами. Соавтор работы, Ричард Мушоцки утверждает, что рассматриваемый объект является самым классическим представителем этого таинственного класса звездных объектов.

«Объекты в этом диапазоне масс — наименее ожидаемые нами из всех возможных черных дыр. Астрономы достаточно давно спрашивали, существуют ли эти объекты вообще или нет, каковы их свойства? До сих пор у нас не было данных, чтобы ответить на эти вопросы. Стоит заметить, что изученная нами черная дыра не является самой первой исследованной такого класса. Но уж точно она первая измеренная так подробно, что можно сказать, что отныне она будет сигнальной точкой и пример в последующем изучении подобных черных дыр», — заявляет Мушоцки.

Черная дыра представляет собой область в космическом пространстве, которая содержит массу столь плотную, что даже свет не может избежать воздействия ее силы гравитационного притяжения. Поэтому черные дыры невидимы, но астрономы могут найти их, отслеживая их гравитационное воздействие на другие объекты. Материя, движущаяся в черную дыру, накапливается на орбите вокруг нее как обломки всевозможных предметов во время торнадо или ураганов на Земле. Поскольку это космическое вещество испытывает страшное трение, оно разогревается и начинает светиться, что автоматически делает черные дыры одними из самых ярких объектов во вселенной.

С 1970 года астрономы смогли наблюдать несколько сотен объектов, которые, как они полагали, являются черными дырами с промежуточной массой. Но тогда еще никто не умел измерить их массу, поэтому точно уверенности не было. По причинам, которые очень трудно понять, эти объекты каким-то образом сопротивляются их изучению с помощью стандартной измерительной техники.

Черная дыра M82 X-1

Композитное изображение галактики M82, сложенное из данных обсерватории Чандра, телескопа Хаббл и Спитцер. Черная дыра средней массы видна в виде яркого объекта в врезке на два чала рядом с галактическим ядром. Источник: NASA/H. Feng et al.

Пэшем, который за свое открытие 22 августа получить звание доктора физических наук, в поисках таинственной черной дыры сосредоточился на одном объекте в галактике M82, которая, в свою очередь, находится в созвездии Большой Медведицы. M82 известная как самая близкая к нам галактика с активными вспышками звездообразования. Введенная в эксплуатацию в 1999 году космическая рентгеновская обсерватория Чандра (Chandra) обнаружила сильное рентгеновское излучение от одного из объектов в галактике M82, который впоследствии назвали M82 X-1. Астрономы, включая Мушоцки и Тода Строхмайера в течении десяти лет считали, что этот объект является черной дырой с промежуточной массой, но никак не могли доказать это. В период между 2004 и 2010 годами, спутник-телескоп RXTE (RossiX-RayTimingExplorer) наблюдал M82 X-1 не менее 800 раз, делая индивидуальные записи каждой индивидуальной вспышки рентгена, испускаемых объектом. Пэшем картировал интенсивность и длину волны излучения в каждой последовательности, а затем «сшил» их вместе и проанализировал результат.

Среди вещества, окружающего предполагаемую черную дыру, он обнаружил две повторяющиеся вспышки света. Это вспышки продемонстрировали ритмичный шаблон световых импульсов, один возникал 5.1 раз в секунду, а другой 3.3 раза в секунду. Друг относительно друга они  имеют отношение 3:2. Чтобы понять характер их проявления, эти две световые осцилляции можно сравнить с двумя пятнышками пыли, которые находятся на виниловой пластинке, воспроизводящей какую-то мелодию. Если бы эти колебания были бы звуковыми эффектами, то они производили бы синкопированный ритм. Точно такой же ритм используется в одной из песен группы The Beatles, записанной на White Album: «MeanMisterMustardsleepsinthepark, shavesinthedark, try’nasavepaper.» Размерность этой мелодии как раз 3/2, а астрономы с помощью таких световых колебаний научились измерять массу черных дыр. Однако эта техника всегда использовалась только на объектах малой массы и никогда прежде не применялась к промежуточным.

Пэшем, используя колебания, оценил массу объекта M82 X-1, она составила 428 солнечных, плюс-минус 105. Но он не предложил объяснения того. как этот класс черных дыр сформировался. Он говорит, что для начала важно было подтвердить их существование, а дальше будут думать и работать теоретики.

В настоящее время телескоп RXTE уже не используется, но в ближайшее время NASA планирует начать производство нового аппарата — Neutron Star Interior Composition Explorer (NICER).

По информации Университета штата Мэриленд.

Оставьте комментарий

Добавить комментарий

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