Pamatyti nematomą - kaip astronomai tyrinėja juodąsiais skyles (video) (2)
Astronomams pagaliau pasisekė išmatuoti kosminio kūno parametrus, kurio netgi neįmanoma pamatyti. Ir visai ne dėl to, jog jis yra per toli. Tiesiog tokia jo pagrindinė savybė – būti nematomu. Aišku, kalba eina apie juodąją skylę arba juodąją bedugnę – tokį kosminį darinį, kuris sugeba įtraukti ne tik bet kokia šalia esančią materiją, tačiau net ir šviesą. Tačiau net ir tokias žvaigždes įmanoma stebėti. Kaip tai padarė astronomai, išmatavę įspūdingus Erelio žvaigždyno GRS 1915+105 juodosios skylės parametrus.
Prisijunk prie technologijos.lt komandos!
Laisvas grafikas, uždarbis, daug įdomių veiklų. Patirtis nebūtina, reikia tik entuziazmo.
Sudomino? Užpildyk šią anketą!
Erelio žvaigždyne, esančiame 35 000 šviesmečių nuo Saulės sistemos yra gerai žinoma juodoji skylė GRS 1915+105, susieta dviguba sistema su klasikine žvaigžde ir kartu besisukančia. Dujos nuolat veržiasi iš žvaigždės ir aplink juodąją skylę formuoja platų diską. Apskritai tai nėra retas atvejis ir labai dėkingas astronomams. Tokia sistema leidžia tyrinėti juodąsias skyles, kas apskritai yra gana keblus dalykas. Dabar gi, sutraukiamos dujos iš žvaigždės formuoja vizualiai matomą diską, su pakankamai aiškiais išoriniais ir vidiniais kontūrais.
Grupė, vadovaujama Jeffrey McClintock ir Ramesh Narayan (du Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, Cambridge, Massachusetts), dėka specialiai sukurto tokiems stebėjimams teleskopo RXTE (Rossi X-Ray Timing explorer), sugebėjo išmatuoti sistemos spinduliavimo spektrą ir nustatyti kai kurias juodosios skylės charakteristikas – masę, sukimosi greitį ir stabilios orbitos ribas. Jeigu pirmi du parametrai dar yra ganėtinai žinomi, tai paskutinis reikalauja šiokio tokio komentaro.
Aplink juodąją skylę besisukančiai ir nuolat traukiamai materijai galioja tam tikra riba, kuri dar vadinama paskutiniąja stabilia orbita. Ši orbita nurodo atstumą iki juodosios skylės, kurį viršijus jokia materiją, netgi šviesa, nebesugeba ištrūkti iš milžiniškos juodosios skylės gniaužtų. Bendroji reliatyvumo teorija sako, kad paskutiniosios stabilios orbitos diametras priklauso nuo juodosios skylės masės ir sukimosi greičio, vadinasi išmatavus vieną dydį, galima nustatyti ir kitą. Visgi tiksliai nustatyti paskutiniosios saugios orbitos atstumą nėra labai lengva, nes materijai arba šviesai ją pralėkus, išnykimui iš horizonto teprireikia tik vienos milisekundės. Nors juodoji skylė tiesiogiai nematoma, nes visa šviesa yra sugeriama, tačiau į ją krintančios dalelės spinduliuoja stiprų rentgeno spinduliavimą, kurį galima stebėti.
Sumodeliuotas juodosios skylės GRS 1915+105 ir jos žvaigždės sukimasis.
Tad norėdami išmatuoti fizinius juodosios skylės parametrus, astronomai visą dėmesį sutelkė į stabilios orbitos nustatymą. Su RXTE teleskopu astronomams pavyko gana tiksliai nustatyti paskutiniosios saugios orbitos ribas ir pagal jas paskaičiuoti GRS 1915+105 fizinius duomenis.
Nustatyta, jog GRS 1915+105 juodoji skylė prilygsta 14 saulės masių. Galima didžiausia orbitos diametro riba yra 42 kilometrai (jei juodosios skylės sukimosi greitis būtų lygus nuliui), ir 21 kilometras jei sukimosi greitis būtų maksimalus, t.y. 1150 kartų per sekundę. Pripratus prie milžiniškų kosminių mastelių ir lėtai vykstančių procesų, tai išties įspūdingas skaičius. Apdoroję iš teleskopo gautus duomenis, astronomai mano, kad paskutiniosios stabiliosios orbitos diametras turėtų būti apie 25 kilometrai, taigi juodoji skylė turėtų suktis 950 kartų per sekundę greičiu. Ir tokį greitį pasiekia 14 kartų masyvesnis objektas už Saulę. Sunku tai ir įsivaizduoti...
Šaltinis: En vidéo : la folle rotation du trou noir de l'Aigle