Як Шерлоки Холмси. Астрономи виявили чорну діру, використавши новий інтригуючий метод
Наукпоп15 листопада 2021, 20:03
Вчені не можуть виявити чорні діри безпосередньо за допомогою телескопів, адже ці космічні об'єкти поглинають будь-яке світло, яке спрямоване на них.
Зазвичай вони стежать за траєкторіями зірок, швидкістю їхнього руху та яскравістю — зміни цих показників можуть вказати на наявність чорної діри, яка впливає на зірку.
Поруч із чорною дірою може бути квазар — одне з найяскравіших космічних тіл у Всесвіті. Це активне ядро молодої галактики, в якій існує надмасивна чорна діра, що поглинає навколишню матерію.
Також дослідники можуть стежити за рівнем радіації, яка випромінюється в космосі, — чорна діра, що поглинає матерію, активно виділяє рентгенівське випромінювання в навколишній простір.
Нещодавно вчені довели існування гравітаційних хвиль, які є відлунням найпотужніших космологічних подій на кшталт злиття двох чорних дір. Нещодавно ми писали про те, що вивчення гравітаційних хвиль допомогло вченим знайти новий вид чорних дір, а також найлегшу нейтронну зірку.
Спосіб гравітаційного лінзування дотепер вважали лише теоретичним, адже досі вчені жодного разу не виявили жодної чорної діри таким чином.
Передплатіть NV Преміум та читайте без обмежень
Нам необхідна ваша підтримка, щоб займатися якісною журналістикою
Річ у тім, що чорна діра — надзвичайно щільний і масивний об'єкт. Чим більша маса космічного тіла, тим більшу гравітацію він має. Тому чорні діри можуть похвалитися ледь не найпотужнішими гравітаційними полями, які за своєю силою можуть зрівнятися з цілими галактиками.
В одному з попередніх матеріалів ми описували ефект гравітаційного лінзування. Він виникає, коли потужний об'єкт своїм гравітаційним полем викривляє світло небесного тіла, розташованого за ним. Світло спотворюється до кільцеподібної форми та формує кільце Ейнштейна.
Чорна діра проходить навпроти галактики і викривляє світло, що йде від неї — ілюстрація художника
Його передбачив ще Альберт Ейнштейн, проте вченим знадобилося приблизно 60 років, аби вперше побачити цей ефект. Зараз дослідники використовують гравітаційне лінзування вивчення далеких галактик — тих, які ми зможемо побачити в наші телескопи.
Однак міжнародна команда вчених під керівництвом Сари Сарацино з Інституту астрофізичних досліджень Ліверпульського університету Джона Мура у Великій Британії все-таки змогла знайти чорну діру в зоряному скупченні NGC 1850, використовуючи гравітаційне лінзування. Їхнє дослідження було опубліковано в журналі Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
«Ми вивчили кожну зірку цього скупчення, подібно до Шерлока Холмса, який вистежує злочинну банду за її помилками. Ми намагалися знайти докази наявності чорних дір, не спостерігаючи їх безпосередньо», — пояснює Сарацино принцип їхньої роботи.
«Злочинцем» виявилася чорна діра, яка важить приблизно в 11 разів більше за Сонце. За космічними мірками це дуже невелика чорна діра, що свідчить про достатню точність нового методу. «Доказом», який і привів астрономів до злочинця, виявився гравітаційний вплив чорної діри на сусідню зірку масою в п’ять сонячних мас, що обертається навколо неї.
Використання методу гравітаційного лінзування дасть можливість відкрити ще більше молодих чорних дір і розкриє нові подробиці їхньої еволюції. Порівнюючи такі молоді чорні діри зі старішими, астрономи зможуть зрозуміти, як ці об'єкти ростуть, живлячись різною матерією та зливаючись з іншими чорними дірами.
В одному тільки Чумацькому Шляху може існувати близько 100 млн чорних дір зіркової маси, проте ми поки що не виявили жодної з них.
«Наші результати показують першого виявленого космологічного злочинця. Однак це показує, що в майбутньому ми зможемо виявляти ще більше», — каже Сарацино.
- І знову в Матрицю? Астрофізик стверджує, що наш Всесвіт було створено в лабораторії
- Час розкривати таємниці Всесвіту. Астрономи планують збудувати найбільший телескоп у світі — що про нього відомо
- Фізики висунули страшну теорію про темну матерію, яка невдовзі може поглинути весь світ. Що їй заважає?