Астрономы предсказывают удивительную вспышку из двух закрученных сверхмассивных черных дыр

Галерея

В глубине космоса на расстоянии 3,5 миллиардов световых лет две сверхмассивные черные дыры исполняют экстремальные орбитальные танцы во Вселенной. Их буйная, несколько странно вспыхивающая смертельная спираль была задокументирована на протяжении десятилетий.

В глубине космоса на расстоянии 3,5 миллиардов световых лет две сверхмассивные черные дыры исполняют экстремальные орбитальные танцы во Вселенной. Их буйная, несколько странно вспыхивающая смертельная спираль была задокументирована на протяжении десятилетий.

С помощью новых наблюдений астрономы теперь охарактеризовали то, как они вращаются вокруг друг друга в центре галактики, называемой OJ 287. В свою очередь, эта характеристика помогла уточнить наше понимание того, являются ли черные дыры «волосатыми», - загадка, которая озадачила космологов на протяжении десятилетий.

OJ 287 не обычная галактика. Это блазар с сильно изменяющимся активным галактическим ядром и релятивистской струей, сияющей на Земле. На протяжении более чем столетия было зарегистрировано, что он излучал ослепительные вспышки излучения с полурегулярными интервалами.

По своей сути, OJ 287 даже более интенсивен, чем большинство ядер галактик. У него не одна, а две сверхмассивные черные дыры , и они чокеры.

Меньшея из двух могла бы привести в действие очень респектабельное ядро ​​галактики само по себе, которое в 150 миллионов раз превосходит массу Солнца. Сверхмассивная черная дыра нашего Млечного Пути - это 4 миллиона солнечных масс.

Большая из двух - одна из самых массивных черных дыр, которые мы когда-либо видели. Это наклоняет космические масштабы в 18 миллиардов солнечных масс.

Эта большая черная дыра окружена огромным аккреционным диском из пыли и газа, который кружится вокруг нее, словно вода, кружащая в стоке, постоянно падающая в объект. Хотя это создает излучение, оно не несет ответственности за гигантские вспышки.

Видите ли, две черные дыры находятся на 12-летней орбите, но меньшая из них не ориентирована относительно плоскости аккреционного диска. Он находится на сильно наклоненной, сильно эллиптической прецессирующей орбите. Это означает, что дважды на каждой орбите (12 лет) меньшая черная дыра прорывается через аккреционный диск, поднимая гигантскую вспышку.

Поскольку его орбита настолько нерегулярна, время этих вспышек несколько отличается на каждой орбите - две вспышки могут происходить с интервалом в десять лет или через год.

Однако, поскольку данные наблюдений собирались с конца 19-го века, астрономы смогли смоделировать эту орбиту и точно предсказали последние две вспышки. Один из них произошел в декабре 2015 года, и он был предсказан в течение трех недель.

Но затем в феврале 2016 года произошло нечто удивительное. Глобальное научное сотрудничество объявило, что они обнаружили гравитационные волны от столкновения двух черных дыр. Это подтвердило предсказание, сделанное теорией общей теории относительности Эйнштейна столетием ранее, что движения массивных объектов теряют энергию в форме волн, распространяющихся во Вселенной.

Для большинства объектов эти волны незначительны. Но вращение сверхмассивных черных дыр должно создавать настолько сильную рябь, что мы можем определить влияние этих волн на их орбиты и время вспышек.

https://www.youtube.com/watch?v=zLAmF0H-FTM

Наблюдение и изучение гравитационных волн позволило ученым охарактеризовать их величину и влияние; в 2018 году этот аспект был добавлен в модель для OJ 287.

Вторая вспышка, по прозвищу Вспышка Эддингтона - после английского астронома сэра Артура Эддингтона - произошла 31 июля 2019 года. И это было предсказано до сегодняшнего дня.

https://www.youtube.com/watch?v=HBE8qBtQMuA

Расчеты также включали факторы, которые могли бы помочь проверить, можно ли назвать черные дыры «волосатыми». Впервые предложенная в 1960-х годах, «теорема об отсутствии волос» предполагает, что черные дыры могут характеризоваться только массой, электрическим зарядом и спином. Это сделало бы их совершенно симметричными, без каких-либо других свойств или «волосков», торчащих с их поверхности.

Черные дыры довольно трудно исследовать, поэтому вопрос о том, имеют ли они какие-либо другие свойства, остается открытым вопросом. Но один из способов проверить волосы - смоделировать черные дыры с ними и без них и посмотреть, какая модель соответствует данным наблюдений.

В случае OJ 287 модель без волос дополнительно уточнила прогнозируемый период до четырех часов. Это говорит о том, что, если есть волосы, пока мы не можем их обнаружить.«Данные наблюдений за прибытием вспышки в течение 4 часов после фактического прогноза подтверждают выдающуюся роль включения эффектов излучения с точностью 2PN GW при отслеживании орбиты вторичной ЧД. Что еще более важно, наши наблюдения Spitzer ограничивают знаменитую теорему об отсутствии волос», исследователи написали в своей статье .

«Эти наблюдения закладывают основу для наблюдательных кампаний, в которых используются беспрецедентные возможности визуализации высокого разрешения телескопа Event Horizon в сочетании с массивом VLBI Global Millimeter и космической миссией VLBI RadioAstron для пространственного разрешения системы BBH в OJ 287. "

Исследование было опубликовано в журнале Astrophysical Journal Letters .

Источник




Comments

    No results found.