новости космоса
3814 21
17 ноября 2019 08:41:58

Новый способ обнаружения столкновений черных дыр в оптическом диапазоне

Гравитационно-волновые детекторы обнаруживают столкновения между черными дырами с частотой примерно одно событие в неделю. Если эти столкновения происходят в пустом пространстве, исследователи не могут видеть связанный с этим событием свет, который необходим для локализации события столкновения. Однако в новом исследовании ученые показали, что столкновение между черными дырами может иметь связанный с ним источник излучения в оптическом диапазоне в том случае, если столкновение происходит в присутствии газа.

«При помощи этого связанного с событием столкновения источника света астрономы могут легко найти местоположение зарегистрированного гравитационно-волнового события и изучить его более подробно, чем это возможно в настоящее время», - сказал главный автор нового исследования Барри Маккернан (Barry McKernan) из Департамента астрофизики Американского музея естественной истории.

Черные дыры формируются, когда умирают массивные звезды. Подобно тому, как тяжелые камни на Земле погружаются на дно реки, черные дыры погружаются к центру галактики, где уровень гравитации наиболее высок. Считается, что в центрах галактик близ центральной сверхмассивной черной дыры (СМЧД) накапливаются большие группы черных дыр звездных масс.

Согласно Маккернану и его коллегам, сближение двух черных дыр звездных масс внутри газопылевого аккреционного диска сверхмассивной черной дыры может приводить к столкновению, сопровождающемуся резким ускорением результирующей черной дыры. Окружающий эту стремительно движущуюся черную дыру газ при этом пытается следовать за ней, однако сталкивается с другими слоями газа и формирует таким образом ударную волну, резко разогревающую газ и вызывающую яркое свечение. Если газовый диск достаточно разреженный, чтобы свет мог покинуть его пределы, то свечение газа под действием ударной волны можно зарегистрировать при помощи телескопов в рамках проводимых обзоров неба. Вероятность обнаружения такой ударной волны на фоне аккреционного диска СМЧД, который сам по себе является очень ярким, растет при переходе к столкновениям массивных черных дыр в окрестностях СМЧД относительно небольшой массы. Временной масштаб вспышки, вызванной ударной волной, может помочь астрономам отличить слияние черных дыр от случайных флуктуаций яркости газа в диске, пояснили авторы.

Исследование опубликовано в журнале Astrophysical Journal.


(Добавил: Hot Temp)

комментарии
1
Bong105 · 17-11-2019

"погружаются к центру галактики, где уровень гравитации наиболее высок." ..... (С)
Да с какой стати.
Знаменитая уже здесь гиря весом в 16 кг на поверхности сколько будет весить в центре Земли.
И ровно поэтому если бы не давление среды оставалась ли бы она в этом центре или была смещена из него.

2
paragonn2298 · 17-11-2019

Теперь остаётся дождаться практических результатов, которых не будет.
И почему чёрные дыры погружаются к центру Галактики, а шаровые скопления не погружаются? Большинство звёзд тоже не испытывает такого желания. Мудрят что-то эти учёные, видимо потому, что работают в музее.

3
graviton76 · 17-11-2019

Если бы чёрные дыры погружались к центру тяжести, то тяжелый спутник Сатурна - Титан - не обитал бы на периферии Сатурнинского пространства, а переместился бы по ближе к родительской планете. Однако этого не происходит, а произошло то, что на какой орбите Титан родился, то там он и пригодился, то же самое будет, и с черными дырами. Физические законы не переделываются.

4
Bong105 · 17-11-2019

(2), более того, если масса т.н.ЧД в сравнении с шаровым скоплением невелика, то вероятней всего эта т.н.ЧД вообще уйдет по витиеватой траектории если не по орбите. Ну то есть в центре вообще ничего может не оказаться, через слово совсем, буквально та самая черная (пустая) дырка, которую и вычислив наблюдают. :))

5
dilettant171 · 17-11-2019

Bong, "вес" - это эквивалент давления массы на поверхность (зависит от силы гравитации). Масса гири в 16 кг на поверхности Марса будет всё те же 16 кг, а вот вес уменьшится втрое, а на поверхности Луны в шесть раз.

6
Bong105 · 17-11-2019

dilettant, точно. Грав.потенциал гири остается неизменным, но вектор силы по центростремительному в центре Земли распадается на вектор "во все стороны", соответственно все тот же вопрос - сколько весит в центре. :)

7
graviton76 · 17-11-2019

У каждого космического объекта галактики, в независимости от его массы, имеется своя орбита, покинуть которую он сможет, только лишь по причине изменения им, орбитальной скорости. © N.S. Mishchanin 17-11-2019

8
nikkaknik105 · 17-11-2019

graviton: Ну да, а скорость зависит от типа коробки передач:-)

9
dilettant171 · 17-11-2019

Если точно в центре масс расположить, то объект окажется "невесомым", но при этом останется таким же массивным. С центром галактики такой фокус не пройдёт, СМЧД всегда сбоку будет.

10
Bong105 · 17-11-2019

dilettant, точно. Что касается всегда, как минимим скорей всего ВСЕГДА будет не в центре.
--
Как следствие возникает следующий вопрос - меняется ли что либо в концепции т.н.ЧД в таком случае.

11
itatel117 · 17-11-2019

Жалко что в МП у СМЧД Стрелец А что-то такого не наблюдается: только звёзды заметны

12
dengess1-6 · 17-11-2019

Интересно, не разорвёт ли пытающуюся слиться парочку чд приливными силами смчд до того как они сольються?

13
graviton76 · 17-11-2019

Да нет, СМЧД это слияние не волнует, пусть заключают брак, лишь бы не теряли орбитальную скорость движения, чтобы не стать жертвами СМЧД.

14
Leonid3190 · 17-11-2019

dengess1, всё зависит от "начальных условий", но вероятность разрыва пары гораздо больше вероятности её слияния на расстояниях аккреционного диска от СМЧД.
Слияние ЧД происходит лавинообразно, чем ближе они друг к другу, тем быстрее расходуется их энергия и больше скорость сближения, поэтому диапазон положений и скоростей для такого совпадения невелик. А в остальных случаях произойдёт разрыв пары (или её слияние) задолго до попадания в зону аккреционного диска.

15
dengess1-6 · 18-11-2019

Спасибо Леонид!
Но вот ещё что. Чем глубже в АккДиск, тем плотнее газ. Это как мне кажется может притормаживать взаимное вращение двух чд. А это в свою очередь (опять как мне кажется) повлияет на возможность слияния этих чд. Только не уверен ускорит столкновение или наоборот поможет разорвать сладкую парочку приливными силами смчд.

16
elena192 · 18-11-2019

Так может столкновения первичных чд это и есть первые массивные звёзды,которые обнаруживаются телескопами?

17
Leonid3190 · 18-11-2019

dengess1, любая потеря энергии, в т. ч. и при трении о газ (торможение) приводит к уменьшению расстояния между телами пары и приближает момент столкновения (слияния).
Разрыв гравитационно связанной пары более массивным телом происходит когда точка Лагранжа1 (точка где силы притяжения от пары равна силе притяжения массивного тела) находится ВНУТРИ орбит пары. А эта точка делит расстояние между центрами пары и массивного тела в пропорции равной корню квадратному из отношения масс. Например задачка, как в школе с начальными условиями:
Наша СМЧД имеет массу 4 200 000 солнечных. Вокруг неё по эллиптической орбите крутится пара ЧД с массами по 32 солнечгых, между этими ЧД расстояние 1 а.е.
На каком расстоянии (R) от СМЧД произойдёт разрыв пары?
Точка Лагранжа делит расстояние R на части (КОРЕНЬ(4200000/64) = ~256) 1:256
Радиус орбит ЧД вокруг центра 0.5 а.е.
R <= 0.5 * (1+256) = 128.5 а.е. -- как только пара приблизится на это расстояние, она будет разорвана.
Аккреционный диск СМЧД начинает светиться с расстояния три-четыре гравитационных радиусов, для нашей это расстояние ~3 км*4200000 = 12.6 млн км, так что эта пара будет разорвана ещё ДО приближения её к диску.
.
Напомню, что на таком расстоянии эти две ЧД имеют орбитальную скорость 115 км/сек и период 47 дней, потери энергии на гравитационные волны при таком периоде очень малы и в этом режиме они могут находиться миллионы лет

18
dengess1-6 · 18-11-2019

Леонид, спасибо ещё раз!
Стоит это запомнить: L1 = 1: √( M/(m1+m2)
Только одно смутило в этом выражении: R <= 0.5 * (1+256) = 128.5 а.е.
Мне кажется надо (1- 256), ведь соотношение масс обратно пропорциональное.

19
dengess1-6 · 18-11-2019

В смысле (256 - 1) конечно же!

20
Leonid3190 · 19-11-2019

dengess1, внимательно читаем: "..эта точка делит расстояние между центрами пары и массивного тела в пропорции равной корню квадратному из отношения масс.."
Или на арифметическом языке:
R -- расстояние между центрами масс тел
r1 -- расстояние до L1 от центра меньшего тела
r2 -- расстояние до L1 от центра бОльшего тела
k -- корень отношения масс
Система уравнений:
R = r1 + r2
r2 / r1 = k
------------------
r2 = k*r1
----------------
R = r1 + k*r1 = r1*(1 + k)
---------------------------------
r1 = R / (1 + k) !
:-))

21
dengess1-6 · 19-11-2019

ОК!
Предлагаю ввести ещё параметр.
Х - фактор уменьшающий r1. Например сопротивление среды (трение о газ).
r1*(1/Х)*(1 + k)

написать комментарий наверх
Для добавления комментария необходимо зарегистрироваться, а затем войти на сайт используя свой логин и пароль.

Если Вы уже зарегистрировались, но забыли пароль - воспользуйтесь нашим разделом восстановления пароля.

© 2002-2024. Все права защищены. AstroNews.ru | Перепечатка любых материалов сайта без разрешения редакции запрещена!