Hogyan keressünk fekete lyukakat
Az 1960-as évek elejéig, a csillagászok közül egyik sem nézett komolyan neutroncsillagokra, nem is fekete lyukakra. Csendben feltételezték, hogy ezek az objektumok túlságosan különc, és valószínűleg csak a teoretikusok fikciója. Még inkább nem beszéltek róluk. Néha elképedt, hogy talán kialakultak volna, de valószínűleg ez nem történhet meg. És minden esetben, ha léteznek, nem találhatók.
Az ilyen furcsa tárgyak megsértették a világegyetemnek a csillagászok számára ismerős képét. Ami a fekete lyukakat illeti, a legtöbb csillagász kétség nélkül megrázta a fejét. Még ezeknek az objektumoknak a közös neve sem volt.
Az 1960-as években azonban számos felfedezés arra kényszerítette a csillagászokat, hogy megváltoztassák nézetüket az Univerzum számos folyamatáról. A galaxisok és kvazárok aktív magjait fedezték fel, felfedezték a rádióadást, amely az expanzió első pillanataitól kezdve a világegyetemben maradt. Mindezek után a neutroncsillagok és a fekete lyukak nem tűntek olyan egzotikusnak. És végül, 1967-ben, ahogy fentebb már említettük, felfedezték a neutroncsillagokat - a pulzárokat.
Ez volt a fekete lyukak fordulója. De hogyan találja meg őket? - mert nem ragyognak, és nem tükrözik a fényt.
A csillagászok azonban már felhalmozódtak a nem sugárzó tárgyak tanulmányozására. Ilyen például sötét por-köd. Fekete foltok látszanak a csillagok vagy a ködök hátterében. De a poros ködök hatalmas méretű tárgyak, és a "csillag eredetű" fekete lyukak csak egy tucat kilométerre vannak. És mivel hatalmas csillagokból merülnek fel, a legközelebbi fekete lyuknak kell eljutnia tőlünk több repce sorrendjéből. Következésképpen az ilyen fekete lyuk látszólagos szögméretei 0,0000001 ", és teljesen soha nem lehet sötét foltot látni.
A fekete lyuknak azonban meg kell eloszlatnia az általa áthaladó fénysugarakat. De ahhoz, hogy ez a hatás kellő pontossággal értetődő, a relatív pozíciója a fényforrás (egy távoli csillag), a fekete lyuk, és figyeli a Tell-úgy kell beállítani, különleges Obra utas, hogy a végrehajtás véletlenszerű események, amelyek nem is gondol.
Továbbra is használni kell azt a tényt, hogy a fekete lyukak tömege megegyezik a nagy csillagok tömegével, de ők maguk sem ragyognak. Így kerültek szovjet asztrofizikusok a fekete lyukak kutatásához 1964-ben. Azt javasolták, hogy keressenek fekete lyukakat a bináris csillagrendszerekben, ami azt sugallja, hogy vannak olyan rendszerek, ahol az egyik csillag normális és ragyog, a másik fekete lyuk. Mindkét tárgyat ki kell húzni a közös tömegközéppont köré. De a fekete lyuk láthatatlan, úgyhogy a látható komponens olyan lesz, mint a "semmi".
Természetesen nem lehet közvetlenül látni a csillagok orbitális mozgását nagy távolságból bármely távcsőben. Az asztrofizikában széles körben alkalmazott speciális módszer azonban alkalmazható. Amikor egy csillag, pályán halad, megközelít minket, vonalakat: a spektrumában az ibolya oldalra tolódik, amikor a csillagot a piros oldalra helyezzük. A csillagászok régóta ismerik az úgynevezett spektrálisan kettős csillagokat, amelyek kettősségét a leírt módszer segítségével fedezték fel. A közönséges csillagokból álló spektrális bináris rendszerekben, ha egy csillag elindul hozzánk, a másik pedig tőlünk, a vonalak ellentétes irányúak lesznek. Gyakran előfordul, hogy csak egy csillag spektrumában periódikus elmozdulást figyeltünk meg, és a második spektrumban lévő vonalak egyáltalán nem láthatók. Úgy tűnik, hogy gyanúsnak kell lennünk egy fekete lyuk jelenlétében. Azonban a legtöbb esetben ez triviális, mert a másik csillag ragyog ugyan, de sokkal gyengébb a transz-üvöltés, a fény az ő „fulladás” fényében világos szomszéd, és csak ebben nem lehet látni.
Szovjet asztrofizikus javasolta, hogy forduljon kihalt csillag oly kísértetiesen bináris rendszerek Coto ryh tömege a láthatatlan társa által kiszámított fülönfog-folk mozgalom a látható csillag volt fájdalommentes ő tömegek látható szomszédok. Ez azt jelentené, hogy a sputnik-láthatatlanság nem egy közönséges, hanem kihalt csillag. Mert ha a műhold rendes csillag volt, akkor a szomszédja tömegének előtti felemelkedése fényesebb lesz, mint ő, és nem is lehetett látni.
A kihalt csillag azonban lehet fehér karlik és neutroncsillag. Ezért annak érdekében, hogy megkülönböztessék pontosan a fekete lyukakat a detektált kihalt csillagoktól, azt is bizonyítani kellett, hogy a láthatatlan műhold tömege nagyobb, mint a kritikus tömeg (2 Mc). Mint már tudjuk, a fehér törpe tömege nem haladhatja meg az 1,2 M-ot, és a neutroncsillag tömege 2 M Ms. Jelentős, ha a kihalt csillag tömege több, mint kritikus érték, és mondjuk 5 Mc, akkor csak fekete lyuk lehet.
Az utasításokat követve hazánkban, majd az Egyesült Államokban fekete lyukakat kerestek spektrális bináris rendszerekben. De ezek a kísérletek nem eredményeztek sikereket. Minden gyanús spektrális bináris rendszerben a műhold láthatatlanságát természetes módon lehet magyarázni anélkül, hogy fekete lyukakat keresne. A javasolt keresési módszer túl bonyolultnak és körforgalomnak bizonyult, mert szinte mindig lehetséges magyarázatot találni arra, hogy miért nem látható valami. És általában a "láthatatlanság" rossz bizonyítéka a létezésnek. Ez úgy hangzik, mint egy öreg vicc a tézis címéről: "A régészeti feltárásokban a távirati táblák és vezetékek hiánya, mint az ókori népi rádiókommunikáció létezésének bizonyítéka".
Világossá vált, hogy ez a módszer és elvileg alig vezethet sikerhez. Ennek oka a csillagok evolúciójának sajátossága volt a közel két bináris csillagrendszerben. Kiderült, hogy az evolúció során a gáz áramlását az egyik csillag a másikra, és ennek eredményeként az eredetileg egy nagytömegű csillag, véget annak alakulását, és átalakult egy fekete lyuk, továbbítja kevésbé masszív része a tömeget. Végül kiderül, hogy a látható csillag tömege nagyobb, mint a kiszabadult fekete lyuk tömege. Egy ilyen bináris rendszer nem tudja megállapítani, hogy miért a láthatatlan társa -, hogy ez egy „normális” csillag, de a fény gyengébb szomszédok (mert a tömege kisebb), függetlenül attól, hogy kihalt, és a csillag lehet egy fekete lyuk.
Szükséges olyan fizikai jelenségeket találni, amelyekben egy fekete lyuk aktívan jelenne meg. És egy ilyen jelenséget találtak - ez a gáz csökkenése a fekete lyuk gravitációs területén.
Az interstelláris térben nagy kiterjedésű gáznemű ködök vannak. Ha a fekete lyuk ilyen ködben van, akkor a gáz gravitációs mezőjébe esik. Az incidens gázon kívül van egy mágneses mező, és a bukás során turbulens mozdulatok alakulnak ki. A gáz mágneses mezőjének energiája az ősszel hőnek kell áradnia. A "fűtött" elektronok mágneses térben mozognak, elektromágneses hullámokat bocsátanak ki. A fekete lyuk horizontján a teljes relativitáselmélet hatásai jönnek létre. A sugárzás egy részét fekete lyuk tölti ki. A távoli megfigyelő számára látható sugárzás fő része több gravitációs sugár távolságából távozik. Tehát még a fekete lyukon levő alvázra, mielőtt beleesne, a fűtött gáz a környező térbe energiát bocsát ki. Talán ez a sugárzás elegendő ahhoz, hogy észrevegyünk egy fekete lyukat a távolból?
A sugárzás teljes mennyisége (vagy ahogy az asztrofizikusok azt mondják, a fényerõsség) függ az incidens gáz mennyiségétõl. Az interstelláris közeg jellemző körülmények között egy fekete lyukon fellépő gáz fényereje ugyanolyan rendű, mint a "normális", nem túl fényes csillagok fényessége. Ez azt jelenti, hogy nagyon nehéz megtalálni a fekete lyukat ilyen módon. A galaxis hatalmas csillagjai közül sokan veszítenek. Igaz, hogy egy fekete lyukban bekövetkező gázeseményben a turbulens mozdulatok a fényesség gyors ingadozásához vezetnek, és a századtól tízezer másodpercig tartó fellángolások időtartama alatt. Talán az ilyen kitörések segítenek megnyitni egyetlen fekete lyukat a Galaxisban? De eddig nem találtak fekete lyukat ilyen módon.