V-kosmose.com

Новый метод поиска черных дыр

Новый метод поиска черных дыр

Художественное видение сверхмассивной черной дыры в галактическом центре. Синий – излучение из приближенного к дыре материала, серый – тор вокруг черной дыры, представленный газом и пылью

Черная дыра звездной массы – компактный объект, чья масса достигает более трех солнечных. Он настолько плотный и наделен такой мощной силой притяжения, что даже свету не удается сбежать. Подобные черные дыры нельзя наблюдать напрямую, но можно фиксировать вторичные эффекты, например, во время питания. Когда вещество падает в черную дыру, то создает «эхо» на аккреционном диске. Однако есть и периоды сильных всплесков с мощными вспышками яркости рентгеновского излучения.

Двойные системы (звезда, подпитывающая черную дыру) – необходимые лаборатории для понимания самых экстремальных физических явлений во Вселенной, вроде крушения массивных звезд в черную дыру или нейтронную звезду. До сих пор удалось найти около 60 кандидатов на тип черной дыры звездной массы в Млечной Пути, где только 17 подтвердили. Проблемы связаны со сложностями в изучении движения звезды-спутника вокруг черной дыры (так определяется масса и тип объекта).

Исследователи располагают несколько ограниченным пониманием формирования и эволюции конкретного типа черных дыр из-за небольшой выборки. Поэтому важно найти новые стратегии поиска скрытой популяции объектов, которые не находятся в активной фазе и не излучают рентгеновские лучи.

Этим занялась группа астрономов, протестировавшая новый метод измерения яркости двойных систем с помощью комбинации фильтров, центрированных по линии водорода Н-альфа. Измерения предоставляют сведения об интенсивности и ширине этой линии, формирующейся в аккреционном диске вокруг черной дыры. Например, ширина Н-альфа может использоваться в качестве индикатора силы гравитационного поля, поэтому получаем диагностику наличия черной дыры. Таким образом, получится выявлять новые черные дыры в спящей фазе.

Чтобы продемонстрировать пользу технологии, ученые наблюдали четыре системы с подтвержденными черными дырами, используя набор специальных фильтров на приборе ACAM 4.2-метрового телескопа Уильяма Гершеля. Затем данные сравнили с прямыми измерениями ширины линии Н-альфа, полученной спектрографом ISIS на Большом Канарском телескопе. Результат подтвердил практичность применения нового метода с использованием фотометрических стратегий. Подсчеты показали, что анализ около 1000 квадратных градусов (10%) зоны галактической плоскости позволит найти не менее 50 новых объектов таких черных дыр.