Астрономы предлагают новый метод обнаружения черных дыр
AstroNews.ru - 23 Октября 2018 05:10:35
Черная дыра звездной массы представляет собой компактный объект массой свыше трех масс Солнца. Он является настолько плотным и обладает настолько мощной гравитацией, что ничто – и даже свет – не может покинуть его пределы. Черные дыры невозможно наблюдать напрямую, их присутствие можно установить лишь по вторичным эффектам – например, в том случае, если черная дыра поглощает материал звезды-компаньона. Обычно, когда материя падает на черную дыру, она делает это «тихо», формируя аккреционный диск. Однако иногда наблюдаются периоды взрывной активности, когда такие системы демонстрируют мощные вспышки в рентгеновском диапазоне.
Двойные системы, включающие черную дыру в паре со звездой-компаньоном, являются важными «лабораториями» для изучения самых экстремальных физических явлений во Вселенной, таких как коллапс массивной звезды в черную дыру или нейтронную звезду. До настоящего времени примерно 60 систем-кандидатов этого класса было обнаружено в пределах нашей галактики Млечный путь при помощи наблюдений кратковременных вспышек в рентгеновском диапазоне, однако лишь 17 из этих систем-кандидатов были подтверждены. Сложности с наблюдениями таких систем состоят в измерениях параметров движения звезды-компаньона вокруг черной дыры для получения информации о ее массе и подтверждении класса этого объекта. Важной задачей является обнаружение систем, состоящих из черной дыры и звезды-компаньона, которые не находятся в активной фазе, то есть не демонстрируют кратковременные вспышки в рентгеновском диапазоне.
В новой работе астрономы во главе с Жоржем Касаресом (Jorge Casares) из Канарского института астрофизики, Испания, протестировали новый метод измерения яркости таких двойных систем, основанный на применении комбинации светофильтров с центром на спектральной линии водорода H-альфа. Измерения дают информацию об интенсивности и ширине этой линии, которая является индикатором мощности гравитационного поля черной дыры и может быть использована для установления ее присутствия. Метод позволяет обнаруживать черные дыры, находящиеся в неактивной фазе.
Согласно оценкам авторов работы, анализ участка неба площадью 1000 квадратных градусов зоны плоскости Галактики при помощи этого метода позволит обнаружить и подтвердить не менее 50 новых объектов этого класса, что почти утроит их популяцию, известную ученым. В рамках этого поиска могут быть также обнаружены другие астрономические объекты, такие как катаклизмические переменные, рентгеновские двойные, содержащие нейтронные звезды, и сверхкомпактные двойные системы с периодом менее одного часа.
Исследование опубликовано в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.