Barra

Сайт міста Бровари

Горизонт подій чорної діри — це невидима межа у чорної діри, з-за якої не може повернутися навіть світло, настільки сильно тяжіння. А ось з зовнішньої сторони цієї межі все набагато складніше.Навколо чорних дір крутиться значна частина матерії Всесвіту.

По суті, ми теж повільно, але вірно «падаємо в чорну діру. Матерія, яка занадто наблизилася до чорної діри, стискається в найтонший диск — аккреційний диск.Цей диск обертається, часточки матерії труться один об одного.

Жар, тертя, магнітні і електричні сили наповнюють диск енергією, і він починає яскраво світитися.© ShutterstockУ найбільш масивних чорних дір аккреционные диски світяться так яскраво, що їм навіть дали власну назву. Їх називають активними ядрами галактик.

Такі яскраві об’єкти своїм світлом здатні заглушити світло мільйонів інших галактик.З-за тертя частинки сповільнюються. І в результаті їм вже не вистачає сил крутитися навколо чорної діри, і вони починають падати до горизонту подій.

Якби не було тертя, матерія могла б крутитися навколо чорної діри протягом мільярдів років, як Земля навколо Сонця.Ще до того, як опинитися за горизонтом подій, матерія пролітає ще одну важливу кордон. Це межа, за якою будь-яка стабільність зникає під силами гравітації.

Після проходження цієї межі вже неможливо зберігати стабільну орбіту. З-за неї можна вилетіти, якщо у вас є достатньо потужне джерело енергії, потужна ракета. Але у звичайного хмари газу такого джерела, звичайно, немає.

Цю межу називають самої внутрішньої стійкої круговою орбітою, або ISCO (innermost stable circular orbit). Її існування пророкує загальна теорія відносності Эйнтшейна (як і існування самих чорних дір). Астрономам поки що не вдалося перевірити і підтвердити існування цієї орбіти.

Але вони дуже стараються.У новій статті, опублікованій в Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, вчені описали, як за допомогою світла можна вивчити саму внутрішню стійку кругову орбіту. Спосіб заснований на методі реверберационного картування (reverberation mapping) — метод, який користується тим фактом, що різні регіони у чорної діри світяться по-різному.

Коли газ йде з аккреционного диска і перетинає орбіту ISCO, він так сильно нагрівається, що дає потужний потік рентгенівського випромінювання. Його видно навіть із Землі. На жаль, яскравість настільки велика, що повністю засвічує особливості структури аккреционного диска (які, до речі, допомогли б нам розібратися з ISCO).

Ренгеновское випромінювання підсвічує і зовнішні області аккреционного диска, в яких мешкають хмари холодного газу. Ці хмари нагріваються і теж починають світитися — флуоресцировать. Це світіння ми теж бачимо, окремо від рентгенівського.

На шлях світла від ISCO до холодного газу на зовнішній межі аккреционного диска йде час. Це час і особливості реверберационного світла залежать від структури аккреционного диска.У новому дослідженні вчені за допомогою складних комп’ютерних моделей вивчили, як рух газу від ISCO до горизонту подій впливає на ренгеновское випромінювання і флуоресценцію зовнішніх хмар газу.

Вони виявили, що хоч зараз нашим телескопів поки що не вистачає чутливості розгледіти, що відбувається, вже наступне покоління рентгенівських телескопів буде на це здатне. А значить, ми нарешті отримаємо підтвердження існування ISCO і зможемо протестувати інші передбачення ЗТВ.І тоді-то ми і дізнаємося точно відповідь на питання «Наскільки близько можна підлетіти до чорної діри?», і з якої відстані ще можна повернутися.

— Наукова стаття була опублікована в Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Вона також доступна на сайті arXiv. arXiv:2003.
00019 Джерело: Space.com.

Leave comment

Your email address will not be published. Required fields are marked with *.