Maskvos valstybinio universiteto astronomai pasiūlė naują būdą įvertinti supermasyvių juodųjų skylių masę už mūsų galaktikos ribų.
Juodosios skylės yra kosminiai kūnai, kuriuose gravitacinis potraukis yra toks didelis, kad net šviesa negali iš jų ištrūkti. Jų egzistavimas išplaukia iš šiuolaikinės gravitacijos teorijos - bendrosios reliatyvumo teorijos, kurios įkūrėjas buvo Albertas Einšteinas.
- „Salik.biz“
Nepaisant to, kad juodųjų skylių buvimas gamtoje nebuvo griežtai įrodytas, astronomai turi pagrindo manyti, kad tokie objektai egzistuoja. Pavyzdžiui, jie ne kartą stebėjo reiškinius, kuriuos lydi didžiulis energijos išsiskyrimas, o tai galima paaiškinti tik masyvių juodųjų skylių sąveika su aplink juos esančiomis medžiagomis. Šiuo atveju dėl medžiagos trinties ir įkaitimo atsiranda radiacija, leidžianti netiesiogiai „pamatyti“juodąją skylę.
Jei nėra užuomazgos - materijos kritimas ant kosminio kūno dėl jos traukos jėgos - tada nepaprastai sunku sužinoti apie juodosios skylės egzistavimą. Maskvos valstybinio universiteto Sternbergo astronominio instituto, kuriam vadovavo Elena Seifina, tyrėjai susidomėjo tokiomis „neveikiančiomis“supermasyviomis juodosiomis skylėmis už mūsų galaktikos ribų ir pasiūlė jų masės įvertinimo metodą, net jei jie sunkiai pasireiškia. Tyrimų rezultatai skelbiami žurnale „Astronomy and Astrophysics“.
Viskas prasidėjo nuo to, kai astronomai pastebėjo keletą paūmėjimų iš ekstragalaktinių šaltinių. Vieną jų, „Swift J1644 + 57“, 2011 m. Stebėjo kelios kosmoso observatorijos (RXTE, „Swift“ir „Suzaku“) rentgeno ir gama diapazone.
Iš pradžių tyrėjai manė, kad jie pamatė gama spindulių sprogimą, kuris jau buvo stebimas tolimose galaktikose. Tačiau paprastai tokių pliūpsnių išmetimas išnyksta po dienos ar dviejų, tuo tarpu po dviejų dienų sprogimas tapo dar ryškesnis. Iš viso protrūkis buvo stebimas dvejus metus, po to jis išnyko.
Astronomai pradėjo įtarti, kad jie stebi žvaigždės, sklandančios nedideliu atstumu nuo supermasyvios juodosios skylės (trijų gravitacinių spindulių spinduliu), atoslūgį. Žvaigždė griūva dėl to, kad gravitacijos jėgos žymiai skiriasi žvaigždės pusėje šalia ir toli iki juodosios skylės. Tuo pačiu metu jo materija ne iš karto patenka į skylę, bet sudaro laikiną akcento diską, kuris pradeda ryškiai švytėti, kaip galima pastebėti Žemėje.
Anksčiau Jelena Seifina stebėjo panašius pliūpsnius, susijusius su žinomais objektais, kurie laikomi juodosiomis skylėmis tiek mūsų galaktikos viduje, tiek už jos ribų, ir išsiaiškino, kaip padidėjant šviesumui keičiasi rentgeno spindulių spektras (spinduliuotės intensyvumo priklausomybės nuo dažnio grafikas).
Reklaminis vaizdo įrašas:
Ji nustatė spektro bruožus, kurie aiškiai parodė juodųjų skylių buvimą. Astronomai pasiūlė, kad jei panašių pliūpsnių spektro formos yra panašios, tada ir juose vykstantys procesai yra panašūs. Taigi jas taip pat sukelia žvaigždžių nuplėšimas juodosiomis skylėmis. Tai leidžia atrasti naujų objektų - kandidatų į juodąsias skyles.
Astronomai nustato jau pastebėtų juodųjų skylių mases, įvertindami maksimalų aplink juos susidarančių akrilinių diskų, atsirandančių dėl krentančių medžiagų, šviesumą, darant prielaidą, kad diske buvo pasiekta pusiausvyra tarp elektromagnetinės spinduliuotės slėgio ir gravitacinių jėgų.
Palyginę žinomų objektų pėdsakus (spektro nuolydžio priklausomybę nuo akrecijos greičio) su pėdsakais, gautais naujiems ekstragalaktiniams pliūpsniams, tyrinėtojai leido „pasverti“nematomas juodąsias skyles. Naujasis nenaudojamų negalaktinių juodųjų skylių „svėrimo“metodas leidžia naudoti duomenis apie žinomus galaktikos objektus, tokius kaip, pavyzdžiui, gerai žinomas objektas „Cygnus X-1“su juoda skyle centre, kurį ilgą laiką tyrinėjo astronomai. Skaičiavimai parodė, kad protrūkio metu „Swift J1644 + 57“iš tikrųjų yra susijusi su supermasyvia juoda skyle, kurios masė yra 7 × 106 saulės masės.
Jei ankstesni ultravioletinių spindulių stebėjimai buvo naudojami juodųjų skylių masėms įvertinti, tada naujasis metodas leidžia mums apsiriboti rentgeno spinduliu.
Astronomai tikisi, kad naujojo metodo universalumas padės įvertinti daugybę įvairių ekstragalaktinių objektų, tokių kaip Seyferto galaktikų branduoliai ir kiti, kai tradiciniai metodai iš esmės neveikia.
Remiantis Maskvos valstybinio universiteto spaudos tarnybos medžiaga
Autorius: Aleksejus Ponyatovas