петък, 26 май 2017 г.

На лов за странстващи черни дупки

   Стотици скитащи черни дупки може би обитават Млечния Път - и сега изследователите казват, че знаят как да ги засекат. Откриването на тези странни обекти може да хвърли светлина върху формирането на Млечния Път и останалите галактики.
   Никой не знае как точно се е появил Млечният Път. Но според един популярен модел на формирането на галактиките, градивните елементи на Млечния Път са били галактики джуджета, които са се сблъскали и слели скоро след Големия Взрив. Тази идея предполага, че странстващи черни дупки, всяка от които има 1000-100 000 пъти масата на Слънцето, може да са останали от тези ранни космически времена, изкопаеми доказателства за растежа и сливанията на черни дупки в ранната вселена.
   Всяка от галактиките изградили Млечния Път е имала черна дупка в своя център. По време на сливанията на галактиките джуджета, тези черни дупки също са се събирали. В процеса на сливане, новата черна дупка е получавала начален импулс от емисията породена от излишъка на гравитационни вълни, твърди астрофизикът Ави Льоб от Харвардския университет, който е написал статия заедно със своя дипломиран студент Ксиавей Ванг.
   В повечето случаи този импулс би могъл да накара черната дупка да се ускори достатъчно за да я премести настрани от новоформираната галактика - но не достатъчно надалеч за да напусне региона, който евентуално би се превърнал в Млечния Път. Веднъж щом галактиката стане достатъчно масивна, черните дупки около нея не биха били способни да избягат. Една от тях е пораснала и се е превърнала в супермасивната черна дупка, която се вярва, че съществува в центъра на Млечния Път и тежаща 4 милиона Слънца. Но би трябвало да има още стотици черни дупки плаващи в отдалеченото "хало" на Млечния Път, останали от онези времена, когато са съществували само галактиките джуджета, твърди Льоб. "Халото на Млечния Път служи като резервоар за странстващите черни дупки, които първоначално са съществували в центровете на галактиките джуджета, които са се слели" , казва той.
   Но как да засечем тези черни дупки, ако е невъзможно да ги наблюдаваме директно и те странстват някъде из пространството? Льоб и Ванг казват, че са намерили начин. "Когато подобни черни дупки преминават през диска от газове на нашата галактика, те създават шокови вълни в него, подобно на звуковата вълна във въздуха, при преминаването на свръхзвуков самолет," казва Льоб. "Шоковата вълна ускорява електрони до високоенергийни нива, и те излъчват радиовълни, които можем да засечем". "При това радиовълните породени от тези шокови вълни би трябвало да могат да бъдат засечени от съществуващите радио обсерватории. Разбира се ако такава шокова вълна бъде открита, ние ще можем също така да наблюдаваме купа от звезди, прикрепени към плаващата черна дупка и вероятно рентгеновите емисии от самата черна дупка, породени от поглъщането на газ и прах от нея."
   Този метод може да е добър начин да се идентифицира съществуването на предвидените от теорията черни дупки. Изследването на Ванг и Льоб показва как тези черни дупки могат да предизвикат шокови вълни, докато преминават през диска на галактиката, ефективно разкривайки се и превръщайки се във възможни за наблюдение. Но това разбира се няма да е лесно, тъй като учените ще се сблъскат с проблема наречен "игла в купа сено", който е често срещан в астрономията. Има много обекти в диска на нашата галактика излъчващи в радио и инфрачервената области и Льоб и Ванг предвиждат, че само няколко черни дупки (а в някои случаи и нито една) ще се намират там във всеки даден момент от време. Още повече ние наблюдаваме галактиката от нейната равнина, така че понякога се получава голямо объркване, когато два обекта се застъпят и застанат един зад друг. Радио наблюденията на галактиката не притежават ъгловата резолюция, чрез която да различат шоковите вълни породени от черни дупки, от други космически феномени.
   По време на предишно проучване Льоб и неговият бивш студент Райън О'Лиъри са предложили друг начин за засичане на тези плаващи черни дупки. Те са предположили, че подобни черни дупки вероятно са заобиколени от куп от звезди, който първоначално е бил здраво прикрепен към тях. Тези купове биха се различавали от кълбовидните звездни купове, тъй като те биха били държани заедно от гравитацията на черната дупка. В резултат на това, те биха били много компактни, с размер само няколко светлинни години. Льоб и О'Лиъри са идентифицирали звездни купове кандидати и в момента събират спектроскопски данни на някои от тях за да тестват дали имат централна черна дупка. "Може да има съкровище, разхождащо се в задния двор на Млечния Път, което може да ни даде информация за първата генерация черни дупки във вселената", казва Льоб.

Няма коментари:

Публикуване на коментар