Главная Статьи Пульсары – зонды черных дыр

Пульсары – зонды черных дыр

Компьютерная модель происходящего около черной дыры на основании данных RXTE (space.com)
Компьютерная модель происходящего около черной дыры на основании данных RXTE (space.com)

Если около центра Млечного пути, содержащего сверхмассивную черную дыру, есть пульсар, он может пролить свет на нюансы общей теории относительности. Вспышки света, посылаемые в космос пульсаром с огромной частотой, могут указать, насколько сильно черная дыра искривляет пространство-время. В отличие от обычных звезд, пульсары излучают свет с постоянной частотой. Это вызвано их быстрым вращением, так как пульсар – нейтронная звезда, намного меньшая чем ее предшественник. В процессе превращения в нейтронную звезду во время взрыва сверхновой, она быстро теряет материал и уменьшается, что уменьшает ее момент инерции относительно оси вращения, тогда как кинетически момент остается практически неизменным. В результате повышается скорость вращения. Она может быть измерена современными средствами, и использована для изучения влияния черной дыры на ткань космоса.

Отслеживая орбиту

В общей теории относительности Эйнштейн объединил пространство и время в единую сущность – пространство-время, подверженную действию гравитации. Массивные объекты (с гравитационным полем большого потенциала) искривляет пространство время – линии, которые должны быть прямыми в пространстве, становятся искривленными. Поэтому около черной дыры в орбитах небесных тел можно заметить расхождения с законами Кеплера. Эллипсы, по которым движутся около черной дыры звезды, вместо того, чтобы оставаться постоянными, слегка прецессируют, так как каждый «нырок» объекта в потенциальный колодец около дыры изменяет их путь. «Вместо того, чтобы сохранять одно и то же положение в пространстве, эллипс медленно вращается», – говорит Джим Корд из Корнелльского университета.

Крабовидная туманность в условных цветах, в центре туманности - пульсар (wikipedia.org)
Крабовидная туманность в условных цветах, в центре туманности - пульсар (wikipedia.org)
Астрономы могут отследить это движение звезды, измеряя смещение электромагнитных волн, испущенных ею. Из-за движения звезды от нас спектр излучения смещается в красную сторону, при движении к нам – в обратную. В принципе, эффект Допплера можно распознать в движении любой звезды, но пульсары являются лучшими кандидатами на эту роль. Измеряя, как время между отдельными импульсами света вращающейся нейтронной звезды изменяется со временем (а значит, с ее движением по орбите), можно определить скорость удаления и приближения звезды, а за счет этого – изучить эффект искривления пространства-времени.

«Мы можем измерить время прибытия к нам сигнала с точностью до примерно миллисекунды, если речь идет о центре нашей галактики, – говорит Корд. – Это дает нам намного более точные данные, чем простое измерение эффекта Допплера». По эволюции орбиты пульсара астрономы таки образом смогут оценить гравитационное поле и массу черной дыры. Электромагнитные волны идут к нам дольше из-за искривления пространства-времени, и чем больше задержка, тем ближе к черной дыре проходит пульсар или тем больше ее масса. При этом также необходимо учитывать эффект Лензе-Тирринга, или эффект увлечения инерциальных систем отчета, выражающийся в появлении у тела дополнительных ускорений.

В поисках звезды

Астрономам еще предстоит найти пульсар неподалеку от Стрельца А* – источника радиоволн в центре галактики, практически наверняка черной дыры. Но поскольку пульсар – естественное завершение карьеры массивной звезды (но не настолько массивной, чтобы стать еще одной черной дырой), Корд считает, что их должно быть несколько. К сожалению, центр галактики, и путь света от него к нам, заполнен газом и пылью, ослабляющими и искажающими электромагнитные волны.

Схема работы пульсара с осью вращения, силовыми линиями магнитного поля и направлениями потока излучения (wikipedia.org)
Схема работы пульсара с осью вращения, силовыми линиями магнитного поля и направлениями потока излучения (wikipedia.org)

«Идеальным пульсаром окажется вращающийся со скоростью в несколько сотен раз в секунду, – говорит Корд. – Мы называем их миллисекундными, так как их период обращения вокруг собственной оси составляет несколько миллисекунд». Известны миллисекундные пульсары, скорость которых близка к пределу точности измерения и потому непригодна для изучения ее небольших изменений. Вместе с тем, чем больше частота (меньше период), тем более точные измерения ее флуктуаций теоретически доступны. В галактике полно пульсаров на любой вкус – и медленных, и быстрых, и слишком быстрых. Но около Стрельца А* их еще предстоит найти. К сожалению, газ и пыль намного лучше скрывают от нашего взора пульсары, чем обычные звезды. Рассеяние света происходит эффективнее. Следующим кандидатом среди пульсаров являются секундные. Они менее подвержены рассеянию света на межзвездном веществе.

В любом случае, для успешного изучения пульсара он должен находится близко к черной дыре, имея период обращения в несколько месяцев или меньше. Его орбита должна быть наклонена к экватору дыры. Такие пульсары можно заметить при помощи современных телескопов. «Еще десять лет назад у нас не было шанса обнаружить нужный пульсар из-за недостаточной чувствительности радиотелескопов, – говорит Корд. – И пока что мы не сумели найти пульсар, обращающийся вокруг черной дыры, наша теория – новая и не проверенная. Но она окажется очень мощной и полезной, если подходящий пульсар будет найден».


Читайте также в статьях:
Черные дыры частенько питаются одной из звезд двойной системы.Звездная диета
Черные дыры частенько питаются одной из звезд двойной системы.

В центре Млечного пути, как и большинства галактик, находится сверхмассивная черная дыра.Дыра в центре
В центре Млечного пути, как и большинства галактик, находится сверхмассивная черная дыра.

Для уничтожения звезды черной дыре не обязательно поглощать ее. Она может разорвать звезду на части.Разрушение звезд черными дырами
Для уничтожения звезды черной дыре не обязательно поглощать ее. Она может разорвать...

Читайте также в новостях:
04-04-2012
Одной из причин быстрого роста черных дыр может быть поглощение звезд из двойных систем.
28-03-2012
Команда европейских астрономов обнаружила облако газа вокруг самой далекой из известных черных дыр.
28-03-2012
Впервые обнаружена черная дыра обычной массы не в локальной группе.

 

У нас на сайте
Книги о космосе
собраны в одном месте

 

У нас на сайте, в разделе Разное речь идёт на все темы и обо всём на свете, которые могут заинтересовать любого пользователя интернет.

Текст перед ссылками: комфортные условия и безопасность при заключении торговых сделок гарантирует бинариум Разделитель ссылок: fort lauderdale escort website Разделитель ссылок: Original watches from the world's leading brands including Omega buy it. Текст после ссылок: