29.09.2007
Агония черной дыры
Согласно Общей теории относительности Эйнштейна черная дыра – вечное образование, которое, родившись однажды способно увеличиваться в размерах, засасываю внутрь вещество из окружающего пространства. Эти представления, тем не менее, входят в противоречие с фундаментальной теорией строения вещества на микроскопическом уровне – квантовой механикой. Как стало понятно в середине 1970-х годов, за счет квантовых эффектов черные дыры должны излучать свет, постепенно теряя массу.
Это излучение принято называть хокинговским испарением, по имени знаменитого британского физика Стивена Хокинга, впервые описавшего это излучение в 1974 году (он, впрочем, основывался на работах израильтянина Якова Бекенштейна и советского ученого Якова Борисовича Зельдовича). Удивительно, что чем меньше масса черной дыры, тем ярче она светит. Светится же она как раз за счет потери массы, так что со временем источник становится только ярче и ярче. Если поначалу процесс можно назвать испарением, то под конец для его описания лучше подходит термин «взрыв».
Возможно, именно такое взрывное испарение и удалось пронаблюдать команде американских и австралийских астрономов под руководством Дункана Лоримера из Университета Западной Виргинии. Их результаты опубликованы в последнем выпуске журнала Science Express.
На странную вспышку обратил внимание студент Лоримера Давид Наркевич, просматривая архивные данные обзора неба, выполненного еще в 2001 году на телескопе имени Паркеса в Австралии. Обзор был задуман для поиска пульсаров – периодических вспышек радиоизлучения от далеких нейтронных звезд, и очень короткую вспышку длительностью в 5 миллисекунд поначалу никто не заметил.
Однако вспышка была невероятно яркой по радиоастрономическим меркам, и ученые решили ее детально исследовать. Поначалу они предположили, что источник находится где-то в Малом Магеллановом облаке – одном из ближайших спутников нашей Галактики. Во время наблюдений огромная «тарелка» телескопа Паркеса была направлена в сторону Магеллановых облаков. Чтобы оценить расстояние точнее ученые воспользовались так называемым эффектом дисперсии: в межзвездной и межгалактической плазме радиоволны более высокой частоты распространяются чуть быстрее низкочастотных сигналов. Так что новости в космосе слушать в FM-диапазоне, а не на средних волнах.
Посчитав соответствующее задержке расстояние, ученые пришли к ошеломляющему выводу: источник находится на расстоянии в несколько миллиардов световых лет. А значит, его истинная светимость огромна.
«Вспышка, похоже, произошла в дальней Вселенной, - говорит Дункан Лоример. – Это может быть столкновением двух нейтронных звезд или агонией испаряющейся черной дыры».
Ничего подобного наблюдать до сих пор не удавалось, говорит Мэтью Бэйлз из мельбурнского Университета Свинбурна: «Эта вспышка – совершенно новое астрономическое явление». По словам ученых, большинство прежних обзоров и не могли их найти, поскольку не могут заметить такие короткие события. Вместе с тем, по оценкам Лоримера и его коллег, каждый день на небе должны случаться несколько таких вспышек.
Помимо испарения черной дыры, вспышку могло вызвать и слияние двух нейтронных звезд. В этом случае, скорее всего, черная дыра, наоборот, родилась. Вместе с тем, считается, что такое слияние должно сопровождаться короткой вспышкой энергичного гамма-излучения, а в данном случае ничего подобного зафиксировано не было.
Впрочем, и на гипотезу испарения черной дыры другие астрономы смотрят с сомнением. По словам Сергея Карпова из Специальной астрофизической обсерватории РАН, крайне сомнительно, чтобы энергия, излучаемая при испарении черной дыры, приходила в форме радиоволн. По теории Хокинга, энергию скорее будут уносить жесткие фотоны гамма-излучения. Не нравится российскому астроному и форма кривой блеска, не похожая на то, что предсказывает теория.
Так или иначе, новое явление потребует своего объяснения, и астрономам предстоит немало работы. Например, природа подобных всплесков в гамма-диапазоне, обнаруженных еще в конце 60-х годов, стала проясняться лишь спустя 30 лет.
Источник: gazeta.ru
Другие новости по теме
Обнаружен механизм, сдерживающий черные дыры сливающихся галактик
