Изучение черных дыр

Через несколько лет можно будет оценить параметры супермассивной черной дыры, которая, вероятно, находится в центре нашей Галактики, – заявляют российские и зарубежные ученые. Применяемое для этого измерение релятивистских эффектов также поможет получить распределение плотности масс звездных скоплений и темного вещества вблизи центра Галактики.

В центре нашей Галактики находится компактный радиоисточник Стрелец А* (SGR A*), излучающий также в инфракрасном, рентгеновском и других диапазонах. Астрономы с 1960 года занимаются изучением этого объекта и пришли к выводу, что он, по-видимому, представляет собой сверхмассивную черную дыру – в четыре миллиона раз тяжелее массы Солнца. Сегодня ученые разрабатывают новые подходы к изучению этого объекта.

Физические характеристики, такие как масса и параметры вращения черных дыр, обычно рассчитываются через взаимодействие черной дыры с вращающимися вокруг нее звездами. Для этого исследуется взаимодействие звезды с черной дырой в периастре (ближайшей к черной дыре точке орбиты) и апоастре (наиболее удаленной от неё точке). Однако, когда звезда находится в апоастре, на ее взаимодействие с черными дырами оказывают влияние звездные скопления и темная материя, находящиеся вблизи черной дыры. Поэтому точность этого метода очень низкая.

Александр Захаров, сотрудник Института теоретической и экспериментальной физики и Объединенного института ядерных исследований вместе с коллегами из университета Саленто, Италия, Центра изучения космической радиации, Франция, и Национального университета науки и технологии Пакистана описывают возможность использования метода ретро-линзирования самых ярких звездных скоплений вблизи черной дыры.

Линзой в астрономии называется объект, способный изменять направление света благодаря гравитационному полю. По характеру искажения потока квантов света можно судить о распределении плотности и массы вещества астрономического объекта. Джон Виллер, один из создателей атомной бомбы, человек, который ввел термин «черная дыра» предложил рассматривать черные дыры как ретро-линзы. Это означает, что при попадании на них света черные дыры закручивают часть светового потока вокруг себя, а потом отражают его в обратном направлении. При этом возникает тусклое изображение источника света и светящееся кольцо вокруг черной дыры. Уже несколько лет ученые ищут методы исследования черной дыры в центре нашей Галактики, опираясь на подход, предложенный Виллером.

Край черной дыры постоянно захватывает фотоны. При этом излучение вокруг черной дыры меняется в зависимости от направления вращения влетающих фотонов. Если оно сонаправлено с направлением вращения черной дыры, то излучение смещается в красный диапазон, а если обратно направлено – то в голубой. Ученые считают, что с помощью нового телескопа NGST в сантиметровом диапазоне можно будет обнаружить ретро-линзированное изображение звезды S2, вращающейся по орбите вокруг Стрельца А, и, таким образом, узнать направление его вращения. Они надеются, что в будущем с помощью телескопов высокого разрешения в радио- и рентгеновском диапазоне удастся получить информацию о вращении черной дыры простым измерением спектра изображения ретро-линзы.

Астрофизики считают, что с появлением инструментов с лучшим разрешением в радиодиапазоне станет также возможным измерение формы тени сверхмассивной черной дыры в центре нашей Галактики. Однако ученые пишут, что на измерение параметров только двух звезд, вращающихся вокруг черной дыры, понадобится 19 лет, а на измерение параметров пяти звезд, которое бы позволило получить информацию также о скоплениях звезд и темного вещества в этой области Вселенной – целых 50 лет. До сих пор данных всё ещё недостаточно даже для того, чтобы считать доказанным, что радиоисточник Стрелец А* действительно является сверхмассивной черной дырой. Но по крайней мере, когда более точные телескопы будут построены, астрофизики уже будут знать, что с ними делать.
×

По теме Изучение черных дыр

Тайны черных дыр

Участь звезды, которую угораздило подойти слишком близко к черной дыре, может...
Журнал

Тайна черных дыр

Американские ученые заявляют, что им удалось раскрыть некоторые секреты черных...
Журнал

Взвешивание черных дыр

До настоящего времени методы определения масс гигантских черных дыр (весом...
Журнал

Свойства черных дыр

Программа, моделирующая свойства черных дыр, будет использоваться при проведении...
Журнал

Имитатор черных дыр

Космические черные дыры опять тревожат ученых. Недавно астрономы Европейской...
Журнал

Энергия черных дыр

Сверхмассивные черные дыры способны накапливать энергию от вращения вокруг...
Журнал

Опубликовать сон

Гадать онлайн

Пройти тесты

Популярное

Формула Эйнштейна
Основные ошибки в воспитании детей