Документ взят из кэша поисковой машины. Адрес
оригинального документа
: http://astronomy.tomsk.ru/?menu=news&task=show&id=489
Дата изменения: Unknown Дата индексирования: Sun Apr 10 00:48:56 2016 Кодировка: koi8-r Поисковые слова: п п п п п п п п п п п п п п п п п п п п п п п п п п |
Новолуние
Войти на сайт:
Зарегистрироваться на сайтеОтчет о поездке клуба любителей астрономии в Новосибирск для наблюдения полного солнечного затмения.
1 августа трое членов клуба КАЭЛА, а именно, председатель клуба Жигалев А.И. и два его заместителя по науке и связям с общественностью Жигалев И.А. и Ханин Д.В., а также трое их друзей отправились в Новосибирск. С собой они взяли телескоп ТАЛ, а также различную фототехнику. Цель у компании была одна увидеть и запечатлеть полное солнечное затмение.
Старинный угломерный астрономический инструмент для измерения высоты небесных светил над горизонтом и угловых расстояний между светилами. Лимб квадранта составляет 1/4 часть окружности.
:
:
:
:
:
2008-05-13 19:33:00
Астрофизики обнаружили в космосе самую маленькую черную дыру и сумели ее "взвесить".
Черные дыры, наверное, самые загадочные астрофизические объекты. До сих пор нет твердой уверенности в том, что они вообще существуют.
Судите сами. Согласно современным представлениям это сверхплотные объекты с очень малым размером и огромной массой: от нескольких масс Солнца до миллионов и даже миллиардов его масс. Для справки: масса Солнца составляет 1,9891х10 в 30-й степени килограммов (это 332 946 масс Земли).
Гравитационное поле вокруг черных дыр настолько велико, что за его пределы не может выйти даже свет. По-видимому, они не обладают твердой поверхностью, и применительно к ним говорят о так называемом горизонте событий - границе пространства, за которую не выходит никакое излучение. Доказательства того, что тот или иной объект является черной дырой, пока носят косвенный характер. И как появляются черные дыры, тоже неясно.
В целом картина выглядит так: когда выгорает все "топливо" в ядре звезды, ее вещество сжимается (коллапсирует) в плотный объект. Если звезда была не очень тяжелой (не более 1,2 массы Солнца), то она превращается в белого карлика.
Если вес был больше - образуется нейтронная звезда.
И, наконец, после гибели самых массивных звезд на их месте образуется черная дыра.
Однако критическая граница, которая определяет, превратится умирающая звезда в нейтронную звезду или черную дыру, пока не установлена. Предполагают, что она должна находиться в диапазоне между 1,7 и 2,7 массы Солнца. Однако до сих пор точное значение неизвестно. Именно поэтому астрофизикам так важны любые экспериментальные данные о самых маленьких черных дырах.
До недавнего времени рекорд миниатюрности принадлежал объекту GRO J1655-40 - микроквазару, чья масса составляла около 6,3 солнечной, а диаметр - примерно 38 километров. Открытие, сделанное недавно учеными, понижает планку более чем в полтора раза.
Успеха добились Лев Титарчук, ранее сотрудник Института космических исследований РАН, а сейчас профессор университета Джорджа Мейсона в Фэрфаксе (США), сотрудник Военно-морской исследовательской лаборатории в Вашингтоне и Центра космических полетов имени Годдарда НАСА, и Николай Шапошников, также сотрудник годдардовского центра.
Найденная учеными черная дыра имеет диаметр всего 24 километра. В отличие от микроквазара GRO J1655-40 она располагается в нашей Галактике и входит в двойную систему XTE J1650-500 в созвездии Жертвенник. Впервые этот объект зафиксировали в 2001 году при помощи оборудования обсерватории RXTE, принадлежащей НАСА. Приблизительно тогда же астрономам удалось определить, что система состоит из обыкновенной оптической звезды и относительно маломассивной черной дыры, которые вращаются вокруг общего центра. Система работает так: газ, истекающий с поверхности оптической звезды, под воздействием сильного гравитационного поля падает на черную дыру.
Этот процесс, известный в астрофизике под названием "аккреция", и помог определить массу объекта. Задача сама по себе была непростой. Вообще если речь идет о двойной системе, то для измерения ее параметров используют оптические данные о звезде-компаньоне: наблюдая за особенностями ее движения вокруг компактного объекта, астрофизики пытаются восстановить массу последнего. Но такой способ помогает не всегда: требуется, чтобы двойная система находилась в определенном положении относительно наблюдателя.
Лев Титарчук и Николай Шапошников использовали другой метод, связанный с особенностями рентгеновского излучения от источника. Собственно, открытие объекта XTE J1650-500 - это шаг в ходе другого, более общего исследования.
Газ, истекающий с оптической звезды, "падает" на черную дыру далеко не сразу. Вначале вокруг нее образуется так называемый аккреционный диск, в котором вещество вращается длительное время. Оно постоянно набирает скорость и, разгоняясь, начинает испускать рентгеновское излучение. Так что если и не видеть саму черную дыру, то можно судить о некоторых ее особенностях по этому излучению.
Скорость вращения вещества в диске очень велика - от 5 до 30 процентов скорости света, а скорость вращения черной дыры ощутимо меньше - приблизительно в 5-6 раз. "Вещество в диске должно подстроиться к вращению черной дыры, - объясняет Лев Титарчук. - Газ замедляется по мере приближения к центру и скапливается во внутреннем участке диска. Получается нечто похожее на автомобильную пробку после аварии: скорость машин в месте аварии резко падает, а в итоге замедляется и движение всего потока".
По спектру рентгеновского излучения от "пробки" можно судить о том, на каком расстоянии от черной дыры она образовалась. Расстояние одинаково для каждой черной дыры, однако не в абсолютных, а в относительных числах, и косвенно зависит от массы. Но чтобы ее вычислить, необходимо привлечь еще одну характеристику излучения от "пробки" - частоту колебаний мощности сигнала.
"Представьте: вы не успели перед затором снизить скорость и в результате бьете свою машину. Так же происходит и в аккреционном диске: вещество не успевает подстроиться к снизившейся скорости, на границе "пробки" образуется ударная волна, и "пробка" начинает динамически "дышать". А наблюдатель видит колебания мощности рентгеновского сигнала, которые мы назвали квазипериодическими осцилляциями (quasi-periodic oscillations, QPO)", - объясняет Титарчук.
Ключевым моментом "взвешивания" стала обнаруженная учеными обратная зависимость между частотой QPO и массой черной дыры. Чем она больше, тем дальше от нее "пробка" и тем медленнее она вращается в диске.Соответственно падает частота осцилляций, и наоборот. Если совместить эти два показателя черной дыры - спектральное состояние и частоту QPO, - то можно оценить ее массу. Правда, в таком чистом виде метод позволяет определить массу только в относительных единицах.
Чтобы узнать, сколько она составит "в граммах", требуется образец для сравнения. Или, другими словами, надо знать точную массу хотя бы одной черной дыры и иметь данные о ее рентгеновском излучении и частотах QPO. А затем, сравнивая с ними рентгеновские данные от других объектов, уже восстанавливать их вес.
Таким первым образцом для ученых стал тот самый микроквазар GRO J1655-40, чья масса установлена с довольно высокой точностью из оптических наблюдений. Затем метод проверили еще на десяти черных дырах, у шести из которых массы были известны заранее. Совпадение результатов оказалось высоким. И теперь, полагает Лев Титарчук, можно утверждать, что новый метод работает. А следовательно, его можно использовать для определения массы и других черных дыр.
Итак, самая малая из известных сегодня черных дыр в 3,8 раза превосходит по весу наше Солнце. Однако и это не предел - исследователи надеются, что дальнейшие наблюдения позволят найти и еще более мелкие объекты и тем самым уточнить, где проходит граница между ними и нейтронными звездами. "Подобные наблюдения позволяют нам уточнить механизм образования черных дыр, - говорит Николай Шапошников, - мы можем яснее представить, что происходит с веществом, когда оно сжимается до экстремально высоких значений плотности".
Кроме того, ученых занимает еще одна загадка: почему в настоящее время наблюдаются черные дыры только двух типов. Первый - относительно небольшие объекты тяжестью до 20 масс Солнца, которые обычно входят в состав рентгеновских двойных систем. Второй - сверхмассивные дыры в миллионы или даже миллиарды раз большие, чем наше светило. Эти гиганты прячутся в центрах галактик. Самая крупная из ныне известных аналогична 18 миллиардам масс Солнца. Но до сих пор наблюдателям не удалось найти "среднее звено", или черные дыры так называемых промежуточных масс (сотен и тысяч масс Солнца).
Даже их существование долгое время оставалось спорной гипотезой: некоторые теории звездной эволюции предсказывают, что таких объектов в природе нет. Решить спор, вероятно, поможет новый метод "взвешивания". Однако для этого необходимы новые, более точные измерения спектров рентгеновских источников - кандидатов в черные дыры, что, возможно, станет задачей будущих астрофизических миссий.
Ольга Закутняя
Будьте взаимно вежливы и помните все IP адреса публикуются и сохраняются.