РЕКЛАМА

Изригванията от свръхмасивната двоична черна дупка OJ 287 поставят ограничение върху „теоремата без коса“

НАУКИАСТРОНОМИЯ И КОСМИЧЕСКИ НАУКИИзригванията от свръхмасивната двоична черна дупка OJ 287 поставят ограничение върху „теоремата без коса“

Инфрачервената обсерватория на НАСА Spitzer наскоро наблюдава изригването от гигантска двоична черна дупка OJ 287 в рамките на прогнозния интервал от време, предвиден от модела, разработен от астрофизиците. Това наблюдение е тествало различни аспекти на общата теория на относителността, „теоремата без косъм“, и доказва, че OJ 287 наистина е източник на инфрачервени гравитационни вълни.

Най- ОВ 287 галактиката, разположена в съзвездието Рак на 3.5 милиарда светлинни години от Земята, има две черни дупки - по-голямата с над 18 милиарда пъти масата на Слънцето и обикаляща около това е по-малка черна дупка с около 150 милиона пъти слънчевата маса, и те образуват двоична система от черни дупки. Докато обикаля около по-голямата, по-малката черна дупка се разбива през огромния натрупващ се диск от газ и прах, заобикалящ по-големия си спътник, създавайки светкавица, по-ярка от трилион звезди.

По-малката черна дупка се сблъсква с акреционния диск на по-голямата два пъти на всеки дванадесет години. Въпреки това, поради неговата неправилна продълговата орбита (наречена квази-кепларианска в математическата терминология, както е показано на фигурата по-долу), изригванията могат да се появят по различно време – понякога на разстояние от една година; друг път, до 10 години разлика (1). Няколко опита за моделиране на орбитата и прогнозиране кога ще се случат изригвания бяха неуспешни до 2010 г., когато астрофизиците създадоха модел, който можеше да предскаже появата им с грешка от около една до три седмици. Точността на модела беше демонстрирана чрез прогнозиране на появата на изригване през декември 2015 г. с точност до три седмици.

Друга важна информация, която е влязла в създаването на успешна теория на двоичната система за черни дупки OJ 287, е фактът, че свръхмасивните черни дупки могат да бъдат източници на гравитационни вълни - което е установено след експерименталното наблюдение на гравитационните вълни през 2016 г. произведен по време на сливането на две свръхмасивни черни дупки. Предполага се, че OJ 287 е източникът на инфрачервени гравитационни вълни (2).

Фигура, показваща орбитата на по-малкия BH на OJ287 през 2000 и 2023 г. (1), (3).

През 2018 г. група астрофизици предоставиха още по-подробен модел и твърдяха, че могат да предскажат времето на бъдещите изригвания с точност до няколко часа (3). Според този модел следващото изригване ще се случи на 31 юли 2019 г. и времето беше предвидено с грешка от 4.4 часа. Той също така прогнозира яркостта на предизвиканото от удара изригване, което ще се случи по време на това събитие. Събитието беше заснето и потвърдено от космическия телескоп на НАСА Spitzer (4), който се оттегли през януари 2020 г. За да наблюдаваме прогнозираното събитие, Spitzer беше единствената ни надежда, тъй като това изригване не можеше да бъде видяно от никой друг телескоп на земята или в орбитата на Земята , тъй като Слънцето е било в съзвездие Рак с OJ 287 и Земята е от противоположните му страни. Това наблюдение също доказа, че OJ 287 излъчва гравитационни вълни в инфрачервената дължина на вълната, както беше предвидено. Според тази предложена теория се очаква избухването, предизвикано от удар от OJ 287, да се случи през 2022 г.

Наблюденията на тези изригвания поставят ограничение върху „Няма теорема за косата” (5,6), който гласи, че докато черните дупки нямат истински повърхности, около тях има граница, отвъд която нищо – дори светлината – не може да избяга. Тази граница се нарича хоризонт на събитията. Тази теорема също постулира, че материята, която образува черна дупка или попада в нея, „изчезва“ зад хоризонта на събитията на черната дупка и следователно е постоянно недостъпна за външни наблюдатели, което предполага, че черните дупки „нямат косми“. Една непосредствена последица от теоремата е, че черните дупки могат да се характеризират напълно с тяхната маса, електрически заряд и вътрешен спин. Според някои учени този външен ръб на черната дупка, т.е. хоризонтът на събитията, може да бъде неравен или неправилен, като по този начин противоречи на „теоремата без коса“. Въпреки това, ако трябва да се докаже правилността на „теоремата без коса“, единственото правдоподобно обяснение е, че неравномерното разпределение на масата на голямата черна дупка би изкривило пространството около нея по такъв начин, че ще доведе до промяна на пътя на по-малката черна дупка и от своя страна променя времето на сблъсъка на черната дупка с акреционния диск на тази конкретна орбита, като по този начин причинява промяна във времето на появата на наблюдаваните изригвания.

Както може да се очаква, черни дупки са трудни за изследване. Следователно, докато вървим напред, трябва да се проучат още много експериментални наблюдения относно взаимодействията на черните дупки, с околността, както и с други черни дупки, преди да се потвърди валидността на „теоремата без коса“.

***

Литература:

  1. Валтонен В., Зола С., и др. 2016 г., „Завъртане на първичната черна дупка в OJ287, определено от стогодишния изригване на общата относителност“, Astrophys. J. Lett. 819 (2016) № 2, L37. DOI: https://doi.org/10.3847/2041-8205/819/2/L37
  2. Abbott BP., и др. 2016. (LIGO Scientific Collaboration and Virgo Collaboration), „Наблюдение на гравитационни вълни от сливане на двоична черна дупка“, Phys. преп. Лет. 116, 061102 (2016). DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.116.061102
  3. Дей Л., Валтонен М. Дж., Гопакумар А. и др 2018. „Удостоверяване на присъствието на релативистична масивна двоична черна дупка в OJ 287, използвайки нейното столетно изригване на общата относителност: подобрени орбитални параметри“, Астрофизис. J. 866, 11 (2018). DOI: https://doi.org/10.3847/1538-4357/aadd95
  4. Лейн С., Дей Л., и др 2020. „Наблюдения на Спицър на прогнозирания пламък на Eddington от Blazar OJ 287“. Astrophysical Journal Letters, кн. 894, № 1 (2020). DOI: https://doi.org/10.3847/2041-8213/ab79a4
  5. Gürlebeck, N., 2015. „Теорема без косъм за черни дупки в астрофизични среди“, Физически писма преглед 114, 151102 (2015). DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.114.151102
  6. Хокинг Стивън У. и др. 2016. Мека коса върху черните дупки. https://arxiv.org/pdf/1601.00921.pdf

***

Shamayita Ray PhD
Shamayita Ray PhD
Лаборатория по космическа физика, VSSC, Тривандрум, Индия.

Абонирай се за нашия бюлетин

Да се ​​актуализира с всички най-нови новини, оферти и специални съобщения.

- Реклама -

Най-популярни статии

Диагностични тестове за COVID-19: Оценка на настоящите методи, практики и бъдеще

Лабораторните изследвания за диагностика на COVID-19 в момента се практикуват...

Nuvaxovid & Covovax: 10-та и 9-та ваксина срещу COVID-19 в спешната употреба на СЗО...

След оценка и одобрение от Европейската агенция по лекарствата...

Нов вариант „IHU“ (B.1.640.2), открит във Франция

Нов вариант, наречен "IHU" (нова линия на панголините...
- Реклама -
99,805Феновекато
69,906последователиСледвай ни
6,333последователиСледвай ни
31АбонатиЗапиши се