Главное меню



Несколько слов о черных дырах и нейтронных звездах

Ученые твердо верят в то, что черные дыры действительно существуют. Общая теория относительности Альберта Эйнштейна предсказывала возможность существования подобных объектов еще в 1917 году, а за последние десятилетия астрономы обнаружили множество свидетельств их присутствия во многих областях космического пространства. Тем не менее, все доказательства их реального существования получены пока лишь косвенным путем. Поэтому одаренные богатым воображением теоретики, пользуясь необычными и порой спекулятивными с точки зрения физики предпосылками, не устают придумывать различные альтернативные варианты черных дыр, которые не были бы действительно “черными”. В самом деле, было бы весьма соблазнительно каким-либо образом “увидеть” черную дыру и решить вопрос об их существовании раз и навсегда. Проведя анализ рентгеновских Новых в составе двойных звездных систем, астрономы обнаружили, что эти объекты могут быть четко разделены на два типа. К первому из них принадлежат Новые, в которых спирально закрученные потоки вещества перетекают с более массивной звезды на нейтронную, нагревая ее до такой степени, что она начинает излучать в рентгеновском диапазоне.

К другому типу относятся объекты, в которых падающее с массивного компонента системы вещество просто исчезает “в никуда”, унося с собой свою энергию. На проходившем в Сан-Диего в начале января этого года собрании Американского астрономического общества группа ученых представила элегантное доказательство того, что именно это им и удалось. В своем выступлении Майкл Гарсия (Гарвардско-Смитсонианский Астрофизический центр) описал, каким образом он и его коллеги использовали данные, полученные с помощью высокочувствительной рентгеновской обсерватории “Чандра”, для изучения двенадцати Новых, излучающих в рентгеновском диапазоне. Эти Новые представляют собой двойные звездные системы, в которых происходит перетекание струи вещества с “нормальной” звезды на чрезвычайно малый сверхплотный объект, который, согласно принятой теории, может быть как нейтронной звездой, так и черной дырой. При перетекании газовая струя закручивается спиралью, образуя вокруг компактного объекта вращающийся диск. Иногда в этом диске происходит взрыв, похожий на вспышку Новой.

Однако для целей данного эксперимента астрономы выбрали объекты, находящиеся в относительно спокойной стадии, когда тонкая газовая струя постоянной интенсивности достигает компактного компонента звездной пары без подобных “фейерверков”. Шесть из двенадцати исследуемых Новых были безусловно отнесены к двойным системам с нейтронной звездой, так как у этих объектов наблюдались периодические вспышки в рентгеновском диапазоне, возникающие при падении вещества аккреционного диска на горячую поверхность нейтронной звезды. Другие шесть систем, как предполагали ученые, могли содержать черные дыры, так как оценка массы их компактных членов превышала три массы Солнца. По теоретическим расчетам, такой массы должно быть достаточно для того, чтобы любая нейтронная звезда испытала коллапс, превратившись в микроскопически малую точку.

Согласно принятому в настоящее время определению, черная дыра представляет собой горизонт событий в окрестности такой точки — сферическую поверхность с односторонним пропусканием, из-под которой ничто (ни частица, ни излучение) не может выбраться. Диаметр горизонта событий черной дыры с массой в пять масс Солнца оценивается всего в десять километров, что близко к расчетным размерам нейтронной звезды. Далее астрономы разбили исследуемые объекты согласно объемам поступающего вещества газовой струи на пары “нейтронная звезда — черная дыра”. Это позволило осуществить довольно редкую в астрономии вещь, а именно провести контролируемый эксперимент. В образованных парах объекты имели схожие характеристики по всем параметрам, за исключением одного: предполагаемой природы компактного члена двойной системы. В результате ученые смогли получить убедительные доказательства существования горизонта событий в системах, содержащих гипотетические черные дыры.

Так, в тех случаях, когда компактным объектом звездной пары была нейтронная звезда, вещество аккреционного диска падало на ее поверхность с постоянным выделением огромного количества энергии, определяемым по яркому свечению объекта в рентгеновском диапазоне. Напротив, в системах, где одним из компонентов двойной предположительно являлась черная дыра, то же самое вещество перетекающей газовой струи просто исчезало, как бы забирая всю свою энергию с собой. Единственное, что могли наблюдать астрономы в этом случае — чрезвычайно слабое излучение газа (которое, как предсказывает теория, возникает при свободном падении частиц на горизонт событий черной дыры). Интенсивность этого излучения составляла не более одной сотой той энергии, которая испускалась при падении газа на поверхность нейтронной звезды в объектах первой группы. Таким образом, говоря словами Рамеша Нарьяна (Гарвардско-Смитсонианский астрофизический центр), “черные дыры на самом деле оказались “черными”. Можно представить себе, как будто сидишь над водопадом и видишь, как вода просто исчезает за его краем”.


Автор: Мария Чепурина
Созвездия звездного неба

В течение двух последних десятилетий XX века на страницах научных и научно-популярных изданий много раз обсуждался вопрос о древности европейской традиции деления неба на созвездия. Убедительно показано, что основой первого известного описания основных созвездий неба, созданного Аратом из Сикиона (271-213 гг. до н.э.) (Арат. Явления. М., 1992), был источник, датируемый ...

Future perfect passive

Пассивная форма времён группы 'perfect' образуется при помощи вспомогательного глагола 'to be' = 'to have been' / 'will have been' / 'had been' + participle 2 : I have been asked two difficult questions today and I must do something about it = Мне задали два трудных вопроса сегодня и я должен что-то предпринять по этому поводу. All the tickets had already been sold out by the time Peter and Mary arrived = Все билеты уже были распроданы к тому времени, как Питэр и Мэри прибыли. The damage ...

Развитие зрительного внимания

Развитие зрительного внимания ЛОТО ДОМИНО НАЙДИ ДВА ОДИНАКОВЫХ ПРЕДМЕТА Предлагается карточка с изображением пяти и более предметов, из которых два предмета одинаковые. Требуется найти одинаковые предметы, объяснить свой выбор. ИСКЛЮЧЕНИЕ ЛИШНЕГО Предлагается карточка с изображением 4-5 предметов, один из которых отличается от остальных. Необходимо его ...

Уранический лунно-солнечный календарь

История свидетельствует: каждая новая эпоха, как правило, несёт с собой изменения летоисчисления. Но в наше время всё, что касается календаря, уже настолько хорошо просчитано, а общественное мнение настолько крепко привыкло к имеющемуся, что вряд ли можно ожидать что, прочтя эту статью, оно тут же примет даже не к действию, - хоть к сколько-нибудь серьёзному рассмотрению то, что автор ...