REKLÁM

A szupermasszív bináris fekete lyuk OJ 287 fellángolásai korlátozzák a „nincs haj” tételt.

A NASA Spitzer infravörös obszervatóriuma a közelmúltban megfigyelte az OJ 287 gigantikus bináris fekete lyukrendszer kitörését az asztrofizikusok által kifejlesztett modell által megjósolt becsült időintervallumon belül. Ez a megfigyelés az általános relativitáselmélet különböző aspektusait tesztelte, a „szőrtelenség-tételt”, és bebizonyította, hogy az OJ 287 valóban az infravörös gravitációs hullámok forrása.

Az HL 287. A Rák csillagképben, a Földtől 3.5 milliárd fényévre található galaxisban két fekete lyuk található – a nagyobbik több mint 18 milliárdszor akkora tömegű, mint a Nap, és ez körül kering egy kisebb fekete lyuk, amelynek tömege körülbelül 150 milliószorosa a Napnak. bináris fekete lyukrendszert alkotnak. Miközben a nagyobbik körül kering, a kisebb fekete lyuk átüti a nagyobb társát körülvevő, hatalmas gáz- és porfelhalmozódási korongot, és egy trillió csillagnál fényesebb fényvillanást hoz létre.

A kisebb fekete lyuk tizenkét évente kétszer ütközik a nagyobbik akkréciós korongjával. Szabálytalan, hosszúkás pályája miatt azonban (a matematikai terminológiában kvázi-keplariánusnak nevezik, ahogy az alábbi ábrán is látható) a fáklyák különböző időpontokban jelenhetnek meg – néha akár egy év eltéréssel is; máskor akár 10 év különbséggel (1). Számos kísérlet a pálya modellezésére és a fáklyák bekövetkezésének előrejelzésére sikertelen volt egészen 2010-ig, amikor is az asztrofizikusok olyan modellt készítettek, amely körülbelül egy-három hetes hibával előre jelezte azok előfordulását. A modell pontosságát a 2015 decemberi fellobbanás megjelenésének három héten belüli előrejelzése bizonyította.

Egy másik fontos információ, amely a bináris fekete lyukrendszer (OJ 287) sikeres elméletének megalkotásához hozzájárult, az a tény, hogy a szupermasszív fekete lyukak gravitációs hullámok forrásai lehetnek – amit a gravitációs hullámok 2016-os kísérleti megfigyelése után állapítottak meg. két szupermasszív fekete lyuk egyesülése során keletkezett. Az OJ 287 előrejelzések szerint az infravörös gravitációs hullámok forrása (2).

Az OJ287 kisebb BH pályáját 2000-ben és 2023-ban (1), (3) ábrázoló ábra.

2018-ban asztrofizikusok egy csoportja még részletesebb modellt nyújtott be, és azt állította, hogy néhány órán belül meg tudja jósolni a jövőbeli kitörések időpontját (3). E modell szerint a következő fáklya 31. július 2019-én történne, és az időt 4.4 órás hibával jósolták meg. Azt is megjósolta, hogy az ütközés által kiváltott fáklya fényereje az esemény során bekövetkezik. Az eseményt a NASA Spitzer Űrteleszkópja (4) rögzítette és megerősítette, amely 2020 januárjában megszűnt. A megjósolt esemény megfigyelésére Spitzer volt az egyetlen reményünk, mivel ezt a kitörést semmilyen más teleszkóp nem láthatja a földön vagy a Föld pályáján. , mivel a Nap a Rák csillagképben volt, OJ 287 és a Föld annak ellentétes oldalán. Ez a megfigyelés azt is bebizonyította, hogy az OJ 287 gravitációs hullámokat bocsát ki infravörös hullámhosszon, ahogy azt előre jelezték. E javasolt elmélet szerint az OJ 287 hatás által kiváltott fellángolása várhatóan 2022-ben következik be.

Ezeknek a fáklyáknak a megfigyelései korlátozzák a „Nincs haj tétel” (5,6), amely kimondja, hogy bár a fekete lyukaknak nincs valódi felületük, van körülöttük egy határ, amelyen túl semmi – még a fény sem – nem tud kiszabadulni. Ezt a határt eseményhorizontnak nevezzük. Ez a tétel azt is feltételezi, hogy a fekete lyukat alkotó vagy beleeső anyag „eltűnik” a fekete lyuk eseményhorizontja mögött, és ezért külső megfigyelők számára végleg elérhetetlen, ami arra utal, hogy a fekete lyukaknak „nincs szőrük”. A tétel egyik közvetlen következménye, hogy a fekete lyukak tömegükkel, elektromos töltésükkel és belső spinükkel teljesen jellemezhetők. Egyes tudósok szerint a fekete lyuk külső széle, vagyis az eseményhorizont lehet göröngyös vagy szabálytalan, így ellentmond a „nincs haj” tételnek. Ha azonban bizonyítanunk kell a „Nincs haj” tétel helyességét, akkor az egyetlen elfogadható magyarázat az, hogy a nagy fekete lyuk egyenetlen tömegeloszlása ​​olyan mértékben torzítaná el a körülötte lévő teret, hogy az változáshoz vezetne. a kisebb fekete lyuk útját, és viszont megváltoztatja a fekete lyuk ütközésének időpontját az adott pályán lévő akkréciós koronggal, ezáltal megváltozik a megfigyelt fáklyák megjelenési ideje.

Amint az várható volt, fekete lyukak nehéz megvizsgálni. Ezért, ahogy haladunk előre, sok további kísérleti megfigyelést kell tanulmányozni a fekete lyukak kölcsönhatásaira vonatkozóan a környezettel, valamint más fekete lyukakkal, mielőtt megerősíthetnénk a „nincs haj” tétel érvényességét.

***

Referenciák:

  1. Valtonen V., Zola S., et al. 2016, „Elsődleges fekete lyuk spin az OJ287-ben az általános relativitáselmélet centenáriumi fellángolása szerint”, Astrophys. J. Lett. 819 (2016) 2. sz., L37. DOI: https://doi.org/10.3847/2041-8205/819/2/L37
  2. Abbott BP., et al. 2016. (LIGO Scientific Collaboration and Virgo Collaboration), „Gravitációs hullámok megfigyelése bináris fekete lyuk egyesüléséből”, Phys. Rev. Lett. 116, 061102 (2016). DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.116.061102
  3. Dey L., Valtonen MJ., Gopakumar A. et al 2018. „Egy relativisztikus, masszív fekete lyuk bináris fájl jelenlétének hitelesítése az OJ 287-ben az általános relativitáselmélet centenáriumi fellángolása felhasználásával: javított orbitális paraméterek”, Astrophia. J. 866, 11 (2018). DOI: https://doi.org/10.3847/1538-4357/aadd95
  4. Laine S., Dey L., et al 2020. „Spitzer Observations of the Predicted Eddington Flare from Blazar OJ 287”. Astrophysical Journal Letters, vol. 894, 1. szám (2020). DOI: https://doi.org/10.3847/2041-8213/ab79a4
  5. Gürlebeck, N., 2015. „Szőrtelen tétel fekete lyukak számára asztrofizikai környezetben”, Fizikai áttekintés betűk 114, 151102 (2015). DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.114.151102
  6. Hawking Stephen W. et al 2016. Puha haj a fekete lyukakon. https://arxiv.org/pdf/1601.00921.pdf

***

Shamayita Ray PhD
Shamayita Ray PhD
Space Physics Laboratory, VSSC, Trivandrum, India.

Iratkozzon fel hírlevelünkre

A legfrissebb hírekkel, ajánlatokkal és külön értesítésekkel kell frissíteni.

Legnépszerűbb cikkek

A D-vitamin-hiány diagnosztizálása hajminta vizsgálatával vérvizsgálat helyett

A tanulmány bemutatja az első lépést egy teszt kidolgozása felé...

E-tetoválás a vérnyomás folyamatos monitorozására

A tudósok egy új mellkasi laminált, ultravékony, 100 százalékos...

COVID-19: A kötelező arcmaszk-szabály megváltoztatása Angliában

27. január 2022-től nem lesz kötelező...
- Reklám -
94,852VentilátorokMint
47,750KövetőKövesse
1,772KövetőKövesse
30ElőfizetőkFeliratkozás