Новые факты о черных дырах

16836x 24. 04. 2019 1 Reader

Телескоп EHT (Event Horizont Telescope) дает ученым новую идею монстра под названием Млечный Путь. Благодаря этим данным, мы впервые рассмотрим черную дыру.

Система радиотелескопов, которые расположены вокруг Земли и называют ее EHT (Event Horizon Telescope)сосредоточены на нескольких гигантов. Стрелец А это сверхмассивная черная дыра в середине Млечного Пути, и еще большая черная дыра, удаленная на 53,5 на миллион световых лет в галактике M87. В апреле 2017 присоединился к обсерваториям, чтобы наблюдать границы черных дыр, где сила гравитации настолько велика, что даже лучи света не могут покинуть ее. Почти после двух лет сравнений ученые опубликовали первые снимки этих наблюдений. Теперь ученые надеются, что новые изображения могут рассказать нам больше о черных дырах.

Как выглядит настоящая черная дыра?

Черные дыры действительно достойны своего имени. Огромный гравитационный зверь не излучает никакого света в какой-либо части электромагнитного спектра, поэтому, кажется, он не существует сам по себе. Но астрономы знают, что они так или иначе существуют для своего вида сопровождения. Поскольку их гравитационная сила пульсирует в звездном газе и пыли, вокруг них образуются массы в форме вращающегося аккреционного диска с их взаимно сталкивающимися атомами. Эта деятельность испускает "белое тепло" и излучает рентгеновские лучи и другие высокоэнергетические излучения. Затем самые «ненавистные» насыщенные черные дыры облучают все звезды в окружающих галактиках.

Считается, что на изображении телескопа EHT SHTH, Sagittaria A, будет присутствовать яркая черная тень на соответствующем аккреционном диске из яркого материала. Компьютерное моделирование и законы гравитационной физики дают астрономам хорошее представление о том, чего ожидать. Из-за высокой силы гравитации вблизи черной дыры аккреционный диск будет деформироваться вокруг горизонта кольца, и этот материал будет виден за черной дырой. Полученное изображение, вероятно, будет асимметричным. Гравитация изгибает свет от внутренней части диска к Земле сильнее, чем внешняя, и делает кольцевую часть светлее.

Применяются ли законы общей относительности вокруг черной дыры?

Точная форма кольца может быть решена самым расстраивающим куском теоретической физики. Двумя столпами в физике являются теория общей теории относительности Эйнштейна, которая контролирует массивные и гравитационно мощные объекты, такие как черная дыра и квантовая механика, которая управляет странным миром субатомных частиц. Каждая теория работает в своей области. Но они не могут работать вместе.

Физик Лия Медейрос из Университета Аризоны в Тусоне говорит:

«Общая теория относительности и квантовая физика несовместимы друг с другом. Если общая теория относительности применяется в области черной дыры, то это может означать движение вперед для теоретиков физики ».

Поскольку черные дыры являются самой экстремальной гравитационной средой во вселенной, они являются лучшей средой для стресс-теста теории гравитации. Это как бросать теории в стену, предвидеть и разрушать ее. Если общая теория относительности верна, ученые ожидают, что черная дыра будет иметь определенную тень и, следовательно, круглую форму, если только теория Эйнштейна не будет применена, тогда тень будет иметь другую форму. Лия Медейрос и ее коллеги применяли компьютерное моделирование к различным теням черных дыр 12 000, которые могут отличаться от теорий Эйнштейна.

Л. Медериос говорит:

«Если мы найдем что-то другое (альтернативы теории гравитации), это будет как рождественский подарок».

Даже небольшое отклонение от общей теории относительности поможет астрономам определить, что они видят из того, что они ожидают.

Неужели мертвые звезды, называемые пульсарами, окружают черную дыру в Млечном Пути?

Еще один способ проверить общую теорию относительности вокруг черных дыр - наблюдать, как движутся звезды вокруг них. Когда свет от звезд течет в области экстремального притяжения черной дыры рядом с ней, свет «растягивается» и, таким образом, кажется более красным. Этот процесс, названный «красным гравитационным сдвигом» и общей теорией относительности, был принят. В прошлом году астрономы наблюдали это в районе SgrA. Пока что хорошие новости для теории Эйнштейна. Еще лучший способ подтвердить это явление - провести такой же тест на пульсарах, которые быстро вращаются и равномерно охватывают звездное небо лучами излучения и, кажется, пульсируют.

Красный гравитационный сдвиг, таким образом, нарушил бы регулярную метрономическую операцию и, наблюдая их, имел бы более точный тест теории общей теории относительности.

Скотт Рэнсон из Национальной астрономической обсерватории в Шарлоттсвилле говорит:

«Для большинства людей, наблюдающих за SgrA, было бы мечтой открыть пульсар, или пульсары, вращающиеся вокруг черной дыры. Многие очень интересные и очень подробные тесты общей теории относительности могут дать только пульсары ».

Однако, несмотря на тщательное наблюдение, пульсар не был обнаружен на орбите вблизи области SgrA. Отчасти потому, что галактическая пыль и газ рассеивают свои лучи и на них сложно ориентироваться. Но EHT по-прежнему обеспечивает лучший обзор центра радиоволн, поэтому С.Рансом и его коллеги надеются, что они смогут это сделать. «Это как рыболовная экспедиция, у которой очень мало шансов поймать, но она того стоит», - говорит С.Рансом

Pulsar PSR J1745-2900 (слева на иллюстрации) был обнаружен в 2013. Он вращается точно в световых годах 150 вокруг черной дыры в центре галактики. Но это слишком далеко от нее, чтобы провести точные проверки общей теории относительности. Само существование этого пульсара дает астрономам надежду использовать EHT, чтобы обнаружить больше и более близких пульсаров ближе к черной дыре.

Как черные дыры создают струи?

Некоторые черные дыры - это голодные желоба, которые поглощают огромное количество газа и пыли, в то время как другие придирчивы. Никто не знает, почему это так. SgrA выглядит тревожным пожирателем с удивительно темным диском, несмотря на массу, равную миллионам солнечных масс 4. Другая цель, намеченная EHT, черная дыра в галактике M87 - прожорливое обжорство. Он весит от 3,5 до 7,22 миллиардов солнц. И что, в дополнение к огромному накопленному аккреционному диску в его окрестности, он также выбрасывает поток заряженных субатомных частиц в пределах 5 000 световых лет.

Институт радиоастрономии им. Томаса Кричбаума в Бонне он говорит:

«Это несколько противоречиво, думать, что черная дыра исключает все».

Люди обычно думают, что черная дыра просто поглощает. Многие черные дыры производят струи, которые длиннее и шире целых галактик и могут достигать миллиардов световых лет от черной дыры.

Естественный вопрос заключается в том, что может быть мощным источником энергии, который испускает струи на такие огромные расстояния. Благодаря EHT, мы наконец можем отследить эти события впервые. Мы можем оценить величину магнитного поля черной дыры в галактике M87, потому что они связаны с силами струй. Измеряя свойства струй, когда они находятся рядом с черной дырой, это помогает определить, откуда происходят струи - изнутри его диска, или из другой части диска, или из самой черной дыры.

Эти наблюдения также могут прояснить, происходят ли струи из черной дыры или из быстро текущего материала в диске. Поскольку струи могут переносить материал из центра галактики в межгалактическую область, это может объяснить влияние на развитие и рост галактики. И даже там, где рождаются планеты и звезды.

Т. Кричбаум говорит:

«Важно понимать эволюцию галактик от раннего образования черных дыр до рождения звезд и, в конечном итоге, рождения жизни. Это очень большая история, и, изучая струи черных дыр, мы просто добавляем маленькие кусочки большой загадки жизни.

Примечание издателя: Эта история была обновлена ​​1 апреля 2019, уточнив массу черной дыры M 87: масса галактики составляет 2,4 триллионов массы Солнца. Масса самой черной дыры составляет несколько миллиардов Солнц. Кроме того, моделирование черной дыры является примером подтверждения теории относительности Эйнштейна, а не ее опровержения.

Похожие статьи

Оставить комментарий