Мы довольно нередко слышим о сверхмассивных темных дырах, о этих экзотичных галлактических объектах, которые размещаются в центре практически каждой большенный галактики. И когда звучат фразы о том, что масса той либо другой темной дыры равна столько-то миллионам масс Солнца, невольно возникает вопросец, как ученым удалось измерить массу темной дыры, которую нереально узреть конкретно и о наличии которой можно судить лишь по вторичным эффектам? Ответ на этот вопросец содержится в статье, размещенной в крайнем выпуске журнальчика Science. Эта статья обрисовывает новейшую методику получения данных о массе и росте массы большущих темных дыр на основании наблюдений за гравитационными волнами, которые проводятся при помощи радиотелескопов, а именно, радиотелескопа CSIRO Parkes, находящегося в восточной части Австралии.
«Это является первым разом в истории науки, когда мы оказались в состоянии употреблять информацию о гравитационных волнах для исследования 1-го из самых интригующих качеств Вселенной — темных дыр, а если быть поточнее — то для определения их масс и динамики их роста» — сказал доктор Рэмеш Бхэт (Dr Ramesh Bha), ученый из института Кертина (Curtin University), работающий в международном радиоастрономическом центре ICRAR (International Centre for Radio Astronomy Research), — «За темными дырами нереально следить конкретно. Но, вооружившись новенькими сильными инструментами, мы способны выяснить о их почти все, используя наблюдения за вторичными эффектами от их воздействия. Мы уже обосновали недостоверность неких математических моделей, описывающих процессы роста темных дыр, и в наиблежайшее время мы проверим остальные имеющиеся теории на данную тему».
Согласно теории Эйнштейна, гравитационные волны, искажающие пространственно-временной континуум, могут выполняться громоздкими телами, изменяющими скорость и направление движения, таковыми, как две крутящиеся вокруг друг дружку мощные темные дыры. Такие «пары» из темных дыр могут создаваться при слияниях либо столкновениях галактик. Некое время эти темные дыра вращаются друг около друга, а потом сближаются и соединяются в одну гигантскую черную дыру.
«Когда темные дыра находятся на крайней стадии вращения, которая предшествует их слиянию, они создают гравитационные волны на частоте, которую мы может зарегистрировать имеющимся у нас оборудованием» — ведает доктор Рэмеш Бхэт. Потому что столкновения галактик происходят по галлактическим масштабам времени довольно нередко, то вся Вселенная заполнена гравитационными волнами от слияния темных дыр, которые делают фон, напоминающий шум от толпы людей.
Поиск гравитационных вол осуществлялся способом наблюдения при помощи радиотелескопа Parkes за сигналами от 20 пульсаров, маленьких крутящихся звезд, излучающих в окружающее место радиоимпульсы со строго определенной частотой следования. Эти пульсары являются самыми точными часами естественного происхождения во Вселенной, а время следования их импульсов быть может измерено при помощи оборудования радиотелескопов с точностью до 100 наносекунд.
Когда радиоволны, излучаемые пульсарами, движутся через искривленное гравитационными волнами пространство-время, время следования импульсов сокращается либо удлиняется, изменяя время прибытия импульсов к Земле. Измеряя конфигурации частоты следования импульсов пульсара за весьма долгий просвет времени можно примерно судить о частоте и амплитуде гравитационных волн. А амплитуда гравитационной волны зависит от близости крутящихся темных дыр, от их массы и от неких остальных причин, при всем этом, любой из причин можно выделить из общего числа, используя некие определенных свойства гравитационных волн.
Вооружившись данными, которые собирались в течение практически 20 лет в рамках проекта Parkes Pulsar Timing Array (PPTA), ученые-астрономы отыскали огромное количество следов гравитационных волн, что позволило вычислить их некие свойства. При помощи этого были испытаны четыре теоретических модели, описывающих процессы роста темных дыр. Одна модель уже была на сто процентов исключена из-за ее недостоверности, а три оставшихся нуждаются в доборной проверке.
Источник:
