0
13871
Газета Печатная версия

23.04.2024 17:43:00

Возможно, черные дыры формировались одновременно со звездами

Телескопы на все случаи жизни Вселенной

Тэги: астрономия, астрофизика, черные дыры, вселенная, гравитация, исследования


астрономия, астрофизика, черные дыры, вселенная, гравитация, исследования Рождение звезд около 15 млрд лет назад одновременно с образованием черной дыры, их «умножение» и последующее исчезновение (данные телескопа Уэбба).

Общая теория относительности (ОТО) помимо гравитационных волн предсказывала и существование линз «тяготения», изменяющих своим воздействием ход световых лучей. Ими в свое время интересовался физик-теоретик, астрофизик Фриц Цвики. С 1925 года он работал в Калифорнийском технологическом институте Лос-Анджелеса (Калтек). В основу рассуждений ученый положил открытие Эдвина Хаббла, согласно которому галактики разлетаются, о чем свидетельствует так называемое красное смещение (red shift). Расширение Вселенной, считал Цвики, сдерживается темной материей (ТМ), гипотеза о существовании которой считается его главным достижением.

Сегодня астрономия давно «оторвалась» от оптики, поскольку есть детекторы (подземные и подводные), «жидкие» черенковские датчики космического излучения и радиотелескопы. В 1960-е Джоселин Белл с помощью радиотелескопа открыла первый пульсар, оказавшийся нейтронной звездой, оборот которой вокруг оси не превышает миллисекунд. Орбитальный телескоп Хаббл работает в оптическом диапазоне. Но в космосе ведут наблюдение также рентгеновские телескопы, в том числе российско-германский eROSITA.

А недавно в точку Лагранжа (точка равновесия в космосе, в которой гравитационные силы двух массивных тел уравновешены) выведен телескоп Уэбб с инфракрасным инструментом, который «видит» Вселенную чуть ли не с момента Большого взрыва (Big Bang). Такая прозорливость его связана с тем, что инфракрасные лучи практически ни с чем не взаимодействуют, поэтому сейчас можно видеть то, что происходило более 10 млрд лет назад. Кроме того, Уэбб посылает на Землю четкие и ясные изображения с невиданным до того разрешением.

Одно из важных открытий, сделанных с помощью телескопа Уэбба, – опровержение прежних гипотез. Так, обычно принимается, что Вселенная после Big Bang представляла собой кварк-глюонную плазму, которая по мере остывания стала основой порождения атомов. Постепенно они сочетались в молекулы и затем стали формировать газ. Аккреция (собирание) этого газа создавала массу, гравитация в которой способствовала началу термояда в будущих звездах. На протяжении миллиардов лет звезды собирались в галактики, в центре которых возникали черные дыры подобно той, что «внутри» нашего Млечного Пути. Галактики удерживаются оболочкой-гало темной материи, которая не дает звездам разбегаться. Вместе с тем темные материя и энергия способствуют разбеганию галактик и ускорению-акселерации космического расширения-экспансии.

Но, если верить полученным с помощью Уэбба данным, картина видится несколько иная. Авторы статьи из Сорбонны и Оксфорда, технологического института в Хайфе, а также астрономы из университета Дж. Гопкинса в г. Балтиморе (США) считают, что черные дыры, в том числе и сверхмассивные (SMBH), формировались одновременно со звездами. При этом поначалу звезды ярко загорались, но затем стали активно гаснуть. Статья ученых опубликована в солидном издании – Astronomical J. Letters. Пока это только догадки, хотя и вполне обоснованные. Окончательный сбор и обработка данных закончится лишь через несколько лет.

7-14-4480.jpg
Регистрация космического микроволнового
фона (CMB) с помо- щью полярного телескопа.
Пути CMB искажены гравитационными
линзами. Иллюстрация Physorg
Ученые Аргоннской лаборатории (США) измерили увеличение гравитационных линз в пространстве с помощью 16 тыс. детекторов телескопа на южнополярной станции Амундсена–Скотта. Известно, что на своем пути из космоса к Земле космический микроволновый фон (СМВ) претерпевает многочисленные искажения, связанные с гравитационными линзами на их пути. Преимущество такого подхода сродни «эксплуатации» Уэбба, поскольку оба телескопа видят детство Универсума. Авторы полагают, что линзы формирует темная материя, которая не взаимодействует ни со светом, ни с другими электромагнитными излучениями. Но она проявляет себя гравитационным влиянием, что делает СМВ хорошим помощником при изучении феномена гравитации.

Весьма ценные данные получают с помощью 500-метрового радиотелескопа FAST, расположенного в горах южной провинции Гуйчжоу, ученые Нанкинского университета. Они сочетали радиоастрономические и рентгеновские наблюдения с помощью орбитального рентгеновского телескопа Spitzer. Наблюдение «в оба глаза» позволило открыть новый пульсар СТВ 87, который, по их учению, является остатком некогда взорвавшейся сверхновой (SNR – SuperNova Remnant).

О точности двухтелескопного подхода свидетельствует тот факт, что обнаруженный объект со временем вращения не более 51 миллисекунды обладает светимостью, которая в 100 раз ниже знаменитого пульсара в Крабовой туманности на краю Млечного Пути. (Он, вернее породившая его сверхновая, был зафиксирован еще средневековыми звездочетами Китая.) Китайцы считают, что СТВ 87 удален от Земли на 43 400 световых лет, а его возраст – какие-то 11 100 лет.

Астрономов можно сравнить с картографами, некогда изображавшими на своих творениях целые материки с пустотами в контурах. Но постепенно и на картах звездного неба появляется все больше устойчивых реперных точек, от которых удобно двигаться дальше. Что могут дать миру их открытие и фиксация, ведь люди никогда не полетят даже в пределах Млечного Пути? Но помимо естественной тяги к знаниям ученые видят и перспективы утилитарного использования темных материи и энергии, природу которых и переносящих их частиц (гравитонов) еще только предстоит узнать. А в этом как раз и могут помочь наблюдения за небесными объектами.


Читайте также


Ученые провели эксперимент для изучения деталей нейрональных механизмов обработки и хранения данных

Ученые провели эксперимент для изучения деталей нейрональных механизмов обработки и хранения данных

0
241
Нейтрино доносят до нас сообщения о том, что происходит в глубинах космоса

Нейтрино доносят до нас сообщения о том, что происходит в глубинах космоса

Александр Спирин

Охота за маленьким «нейтрончиком»

0
13489
Белых медвежат в Якутском зоопарке назвали Вилюй и Яна

Белых медвежат в Якутском зоопарке назвали Вилюй и Яна

Татьяна Астафьева

Компания "Роснефть" продолжает опекать и исследовать крупнейших наземных хищников

0
10870
Какой космос нам нужен

Какой космос нам нужен

Андрей Ваганов

Пока все более или менее значительные проекты отнесены на начало 2030-х

0
5133

Другие новости