Читайте AstroNews в Яндекс.ДзенАрмия теорий тёмной материи понесла ещё одну тяжелую утрату - теорию сверхлегких бозонов. Но темные фанатики все ещё упорствуют.
5412
22
Вот как это выглядит черная дыра поедающая звезду
В то время как черные дыры и маленькие дети не имеют много общего, они удивительно похожи в одном аспекте: оба являются неряшливыми едоками, что дает достаточные доказательства того, что прием пищи состоялся.
Но в то время как один может оставить после себя остатки макарон или брызги йогурта, другой создает последствия ошеломляющих масштабов. Когда черная дыра поглощает звезду, она вызывает то, что астрономы называют «событием приливного разрушения». Разрушение несчастной звезды сопровождается вспышкой излучения, которая может затмить суммарный свет каждой звезды в галактике-хозяине черной дыры на месяцы и даже годы.
В статье, опубликованной в Астрофизическом журнале, группа астрономов во главе с Сикян Вэнь, научным сотрудником в Обсерватории Стюарда Аризонского университета, использует рентгеновские лучи, испускаемые событием приливного разрушения, известным как J2150, для проведения первых измерений массы и вращения черной дыры. Эта черная дыра особого типа - черная дыра средней массы, которая долгое время ускользала от наблюдения.
«Тот факт, что мы смогли поймать эту черную дыру, когда она пожирала звезду, дает замечательную возможность наблюдать то, что в противном случае было бы невидимым», - сказала Энн Заблудофф, профессор астрономии и соавтор статьи. «Мало того, проанализировав вспышку, мы смогли лучше понять эту неуловимую категорию черных дыр, которые вполне могут составлять большинство черных дыр в центрах галактик».
Повторно проанализировав рентгеновские данные, использованные для наблюдения вспышки J2150, и сравнив их со сложными теоретическими моделями, авторы показали, что эта вспышка действительно возникла в результате столкновения несчастливой звезды с черной дырой промежуточной массы. Промежуточная черная дыра, о которой идет речь, имеет особенно низкую массу для черной дыры, то есть весит примерно в 10 000 раз больше массы Солнца.
«Рентгеновское излучение внутреннего диска, образованного обломками мертвой звезды, позволило нам определить массу и вращение этой черной дыры и классифицировать ее как промежуточную черную дыру», - сказал Вэнь.
Десятки событий, связанных с приливным разрушением, были замечены в центрах крупных галактик, в которых находятся сверхмассивные черные дыры, но всего несколько наблюдалось в центрах небольших галактик, которые могут содержать промежуточные черные дыры. Однако прошлые данные никогда не были достаточно подробными, чтобы доказать, что вспышка приливного разрушения была вызвана промежуточной черной дырой.
«Благодаря современным астрономическим наблюдениям мы знаем, что в центрах почти всех галактик, которые похожи или больше по размеру, чем наш Млечный Путь, находятся центральные сверхмассивные черные дыры», - сказал соавтор исследования Николас Стоун, старший преподаватель Еврейского университета в Иерусалиме. «Размеры этих гигантов варьируются от 1 миллиона до 10 миллиардов масс нашего Солнца, и они становятся мощными источниками электромагнитного излучения, когда в их окрестности попадает слишком много межзвездного газа».
Масса этих черных дыр тесно коррелирует с общей массой галактик-хозяев; в самых больших галактиках находятся самые большие сверхмассивные черные дыры.
«Мы все еще очень мало знаем о существовании черных дыр в центрах галактик, меньших, чем Млечный Путь», - сказал соавтор Питер Йонкер из Университета Радбуда и Нидерландского института космических исследований СРОНА в Нидерландах. «Из-за ограничений в наблюдениях трудно обнаружить центральные черные дыры, намного меньшие, чем 1 миллион солнечных масс».
Несмотря на их предполагаемое изобилие, происхождение сверхмассивных черных дыр остается неизвестным, и по словам Джонкера, в настоящее время существует множество различных теорий, которые пытаются их объяснить. Черные дыры средней массы могут быть семенами, из которых вырастают сверхмассивные черные дыры.
«Поэтому, если мы лучше разберемся, сколько на самом деле существует промежуточных черных дыр, то это может помочь определить, какие теории образования сверхмассивных черных дыр верны», - сказал он.
Еще более захватывающим, по словам Заблудоффа, является измерение вращения J2150, которое удалось получить группе. Измерение спина дает ключ к пониманию того, как растут черные дыры, и, возможно, к физике элементарных частиц.
Эта черная дыра имеет быстрое вращение, но не самое быстрое из возможных, объяснил Заблудов, отвечая на вопрос о том, как черная дыра получает вращение в этом диапазоне.
«Возможно, что черная дыра образовалась таким образом и с тех пор не сильно изменилась, или что две черные дыры средней массы недавно слились, образовав эту», - сказала она. «Мы знаем, что измеренное нами вращение исключает сценарии, в которых черная дыра растет в течение длительного времени из-за постоянного потребления газа или из-за множества быстрых газовых закусок, которые поступают со случайных направлений».
Кроме того, измерение вращения позволяет астрофизикам проверять гипотезы о природе темной материи, которая, как считается, составляет большую часть материи во Вселенной. Темная материя может состоять из неизвестных элементарных частиц, которые еще не наблюдались в лабораторных экспериментах. Среди кандидатов - гипотетические частицы, известные как сверхлегкие бозоны, объяснил Стоун.
«Если эти частицы существуют и имеют массы в определенном диапазоне, они предотвратят быстрое вращение черной дыры средней массы», - сказал он. «Тем не менее, черная дыра J2150 быстро вращается. Таким образом, наши измерения спина исключают широкий класс теорий сверхлегких бозонов, демонстрируя ценность черных дыр как внеземных лабораторий по физике частиц».
Авторы надеются, что в будущем новые наблюдения вспышек приливного разрушения могут позволить астрономам заполнить пробелы в распределении массы черных дыр, надеются авторы.
«Если окажется, что большинство карликовых галактик содержат черные дыры средней массы, то они будут доминировать над скоростью разрушения звездных приливов», - сказал Стоун. «Сопоставляя рентгеновское излучение этих вспышек с теоретическими моделями, мы можем провести перепись населения черных дыр средней массы во Вселенной», - добавил Вэнь.
Однако для этого необходимо наблюдать больше подобных событий. Вот почему астрономы возлагают большие надежды на то, что скоро появятся новые телескопы как на Земле, так и в космосе, в том числе обсерватория Веры С. Рубин или LSST, которая, как ожидается, обнаружит тысячи приливных разрушений в год.
(Добавил: RoboAstroNews)
к последнему комментарию
Армия теорий тёмной материи понесла ещё одну тяжелую утрату - теорию сверхлегких бозонов. Но темные фанатики все ещё упорствуют.
Teddy, по представлению о Большом Взрыве количество "барионки" определено, как один барион на миллиард фотонов реликтового фона (равновесие, блин) и неизменно 0.5 бариона/м^3. За прошедшее время часть её превратилась в фотоны в звёздных реакциях, часть спряталась в ЧД, но это доли процента. Поэтому осталось подсчитать сколько мы видим звёздами, газом, пылью, ЧД, а вся остальная расположена как раз невидимым газом и плазмой в межгалактическом пространстве. Может 50%, или 60%.
Даже если вся эта "барионка" сосредоточена в виде гало галактик, её недостаточно для наблюдаемых орбитальных скоростей в галактиках.
Хоронить ТМ рано, надо искать ещё что-нибудь :-)))
Бьюсь об заклад, что черная дыра, поедающая звезду, так не выглядит.
Теория Большого взрыва хороша, но она не может так точно определять количество барионки. Это слишком фундаментальное событие и теория БВ - это всего лишь первое приближение. Поэтому я считаю, что количественные показатели определены на уровне порядков величин, а не с точностью до десятков процентов. Более того, плясать надо от измерений, а не от кабинетных продуктов.
Методологические дыры в темной теории (признаки панацеи, поразительная вариативность свойств ТМ и т.п.) не убеждают адептов ТМ.
Но тенденция фактологии состоит в неуклонном росте обнаруженной барионной материи и неизменном фиаско всех теорий ТМ и ТЭ. Эти теории просто фиговый листок на фактическом нынешнем незнании. Вместо того, чтобы признать, что мы не знаем, почему, скажем, профили скоростей вращения галактик имеют такую-то форму, вводятся сказочные эльфы и злобные гномы.
Leonid3, что это за ловкость рук такая?
В недавней новости 80 - 90% барионки в межгалактическом пространстве.
А тут, глазом моргнуть не успел, уже 50-60% .
Ложь в зад 30%!
Teddy, это я промахнулся с новостью, полагал, что пишу именно там.
Радиотелескопы по мощности сигнала вполне точно, до процентов, определяют количество фотонов реликтового излучения чуть меньше 500 шт/см^3. При температуре разделения в 3000 гр.К максимум излучения 9,6597E-07 м (0,97 микрон), энергия фотона 2.0E-19 Дж. Энергия протона (нейтрона) = m*c^2 -- 1.5E-10 Дж и на каждый барион приходится 750000000 фотона, ~10^9 шт (по равновесию). Расчёт "в уме", можно уточнить на калькуляторе :-))
80 -- 90% может быть по данным Авторов новости, которые нуждаются в многочисленных подтверждениях, чтобы принять их за факт.
А половина барионки в виде газа и плазмы находится в межгалактическом пространстве -- помнится вы сами называли :-)))
Господа, а вот какая должна быть температура Чёрной дыры, с учетом того, что она, зараза, поглощает все падающее на неё излучение и плазму, но почти ничего не излучает сама?
Энн Заблудофф по-видимому заблудилась в своих рассуждениях. Когда нам предоставят реальную фотографию, а не красивый рисунок художника и сложные теоретические модели, тогда, может быть, поверим. А пока это только басни и средство для зарабатывания бабосов. Глядишь ты, целый интернационал бездельников собрали.
37, Чд по определению ничего не излучает, значит её температура "0" гр. К
.
ostman, обзавидовались что-ли? Британские учёные установили, что это чувство уменьшает качество жизни и её продолжительность :-(
ostman, Картинка тут с боку припеку. Анализировалась вспышка рентгеновского излучения по времени и по спектру и все. Пространственного разрешения нет от слова совсем.
Пока "реальная" фотография ЧД одна и то после глубокой компьютерной обработки. 
Если бы реликтовое излучение было единственным излучением в галактике, то я бы согласился с рассуждениями о 750 млн фотонов на барион (хотя не все барионы протоны или нейтроны опять же) но реальный спектр куда сложнее инаполненнее 
Поэтому откуда тут такому балансу взяться?
На момент разделения излучения и материи, то, что мы называем "реликтовым" было единственным электромагнитным излучением. и именно эти фотоны с длиной волны чуть более миллиметра идут в счёт, да кроме того концентрация излучения наработанного за 13 млрд лет звёздных ядерных реакций и других чудес на пару порядков меньше фонового.
К 9. Leonid3 Я имею ввиду под горизонтом событий, само вещество. Над ним - там конечно. Хотя Хокинг утверждает… Ну да ладно.
37, а что ТАМ, под горизонтом одному создателю известно, а нам остаётся фантазировать на сколько её, фантазии, хватит. Исходя из скорости с которой вещество ныряет под горизонт (0.7 -- 0.85 световой)там может быть тепло.
Моя фантазия в том, что пространство под горизонтом растягивается в бесконечность с соответствующим расширением и охлаждением вещества и там вполне себе нормальные 2.725 гр.К, благоприятные для образования ещё одной вселенной :-)))
"концентрация излучения наработанного за 13 млрд лет звёздных ядерных реакций и других чудес на пару порядков меньше фонового."
Не вводите людей в заблуждение.
При длинах волн выше миллиметров экспонента в формуле Планка задавливает хвост реликтового излучения. Соответственно уже инфракрасное излучение, оптическое и все более жесткое доминирует беспредельно. То есть его попросту нет в силу своей природы. А при длинах волн больше метра радиоизлучение от дискретных источников задавливает реликтовое излучение как бык овцу.
*
Если перейти к детсадовской логике, то есть к картинкам (пост 11), то видно, что реликтовое больше только при длинах волн от метров до миллиметров.
Кроме того, реликтовое излучение имеет опытные пространственные дефекты (пустота Эридана) и теоретические несоответствия, а именно влияние на спектр комптоновского прямого и обратного рассеяния, особенно в ранней Вселенной.
"То есть его попросту нет в силу своей природы."
Я имею в виду реликтового излучения на жестких длинах волн.
"На момент разделения излучения и материи, то, что мы называем "реликтовым" было единственным электромагнитным излучением."
*
Это, наверное, следует из принципа хамелеона? Замечательный принцип в космогонии!
А это откуда следует? То есть всякие гамма излучения и т.п. были запрещены? Работала только микроволновка.
*
Кстати, новая теория. Реликтового излучения нет. Просто инопланетяне не изобрели блокировки в своих микроволновых печах. :)
" То есть всякие гамма излучения и т.п. были запрещены? "
Teddy, не передёргивайте! Реликтовое излучение имеет тепловое распределение со всеми хвостами. Его энергия равна энергии барионки E=m*c^2 (равновесие).
Звезда вроде Солнца за всю свою десятимиллиардную жизнь превращает в излучение не более десятых долей процента своей массы. За 13 млрд лет все звёзды превратили в излучение не более десятых долей процента всей барионной массы, соответственно вся излученная звёздами энергия, независимо от частоты на ТРИ порядка меньше энергии реликтового излучения. К сожалению к нам сейчас прилетает реликтовое излучение покрасневшее с микронной длины волны до миллиметровой, но по "штукам" оно всё равно превосходит звёздное на три порядка :-)))
Оно превосходит звездное по умозрительным теоретическим соображениям. Однако измерения типа рис п.11 этому противоречат.
В теории, 400тыщ лет после БВ плазма превратилась в нейтральный газ, произошёл отрыв излучения от материи и т.п. Реликтовое излучение имеет температуру 2.7 градуса. Однако измерения показывают, что филаменты имеют температуру в миллионы градусов и ясно, что это не газ. А в этих филаментах 80 - 90% материи. Ну и где тут 2.7 градуса?
2.7 градуса у реликтового излучения, сформировавшегося 13.8 млрд лет тому назад в 13.8 млрд световых лет от нас и покрасневшего с 3000 грК до 2.7 грК по Доплеру. :-))
Вот на Солнце под 6000 градусов, в короне аж миллионы, а на бедном, пониженном в статусе Плутоне азот мерзлый лежит и это внутри галактики. Филаменты не греют несмотря на свои миллионы градусов и 80% материи, к которой надо прибавить ещё 80% из той новости, итого 160%, а на галактики остаётся -60%, нет их, галактик ::-)))
