У центрі нашої галактики Чумацький Шлях живе бегемот. Об'єкт настільки масивний, що ніщо не може уникнути його гравітаційного потягу, навіть світла. Насправді ми вважаємо, що більшість галактик мають одну з них. Це, звичайно, надмасивні чорні діри.
Надмасивні чорні діри - це зірки, що обвалилися в сингулярність. Загальна теорія відносності Ейнштейна передбачила їх існування. І ці чорні діри оточені тим, що називають горизонтом подій, який схожий на те, що немає повернення за те, що щось занадто наблизиться до чорної діри. Але ще ніхто не довів існування горизонту подій.
Деякі теоретики вважають, що в центрі галактик може лежати щось інше, чужа надмасивна подія об'єкта, ніж надмасивна чорна діра. Теоретики вважають, що ці об’єкти якось уникли долі чорної діри і не розвалилися на особливість. У них не було б горизонту подій, а натомість була б міцна поверхня.
«Вся наша суть у тому, щоб перетворити цю ідею горизонту подій на експериментальну науку і з’ясувати, чи існують горизонти подій насправді чи ні», - професор астрофізики Паван Кумар, Техаський університет в Остіні.
Команда дослідників Техаського університету в Остіні та Гарвардському університеті вирішила проблему. Венбін Лу, Паван Кумар та Рамеш Нараян хотіли пролити трохи світла на проблему горизонту подій. Вони замислювалися про твердий поверхневий об’єкт, і що буде, коли об’єкт на зразок зірки зіткнеться з ним. Вони опублікували свої результати в Щомісячних повідомленнях Королівського астрономічного товариства.
"Вся наша суть у тому, щоб перетворити цю ідею горизонту подій на експериментальну науку і з'ясувати, чи існують горизонти подій насправді чи ні", - заявив у пресі Паван Кумар, професор астрофізики Техаського університету в Остіні. звільнення.
Оскільки чорна діра - це зірка, що згорнулася в особливість, вона не має площі поверхні, а натомість має горизонт події. Але якщо інша теорія виявиться істинною, а об’єкт має тверду поверхню замість горизонту події, то будь-який об’єкт, що стикається з ним, буде знищений. Якщо зірка повинна зіткнутися з цією твердою поверхнею і бути знищеною, команда перемогла, тоді газ із зірки огорнув би предмет і яскраво світить місяцями, а то й роками.
Якби це було так, то команда знала, на що звернути увагу. Вони також розробили, як часто це станеться.
"Ми оцінили швидкість потрапляння зірок на надмасивні чорні діри", - сказав Лу в тому ж прес-релізі. «Майже у кожної галактики є одна. Ми розглядали лише наймасовіші, які важать близько 100 мільйонів сонячних мас і більше. Їх близько мільйона протягом декількох мільярдів світлових років Землі. "
Тепер їм потрібен був спосіб пошуку неба для цих об’єктів, і вони знайшли його в архівах телескопа Pan-STARRS. Pan-STARRS - 1,8-метровий телескоп на Гаваях. Цей телескоп нещодавно завершив огляд половини північної півкулі неба. У цьому опитуванні Pan-STAARS витратив 3,5 роки на пошуки перехідних об'єктів на небі, предметів, які світлішають, а потім в’януть. Вони шукали в архівах Pan-STARR перехідні об’єкти, які мали підпис, який вони передбачили від зірок, що стикаються з цими надмасивними об'єктами, що перебувають на жорсткій поверхні.
Тріо передбачило, що протягом 3,5-річного періоду, відведеного опитуванням Pan-STAARS, 10 цих зіткнень відбудуться і повинні бути представлені в даних.
"Виявляється, воно повинно було виявити більше 10 з них, якщо теорія твердої поверхні правдива". - Венбін Лу, кафедра астрономії, Техаський університет в Остіні.
«Враховуючи швидкість потрапляння зірок на чорні діри та щільність кількості чорних дір у сусідньому Всесвіті, ми підрахували, скільки таких перехідних періодів Pan-STARRS повинен був виявити за період експлуатації 3,5 року. Виявляється, воно повинно було виявити більше 10 з них, якщо теорія твердої поверхні правдива ", - сказав Лу.
Команда не знайшла жодного з спалахів, які вони очікували побачити, чи правда теорія твердих поверхонь.
"Наша робота передбачає, що деякі, а може, і всі чорні діри мають горизонт подій ..." - Рамеш Нараян, Гарвард-Смітсоніанський центр астрофізики.
Звичайно, це може здатися невдачею. Не для Ейнштейна, все одно. Це є ще одним успішним випробуванням теорії загальної відносності Ейнштейна, що показує, що прогнозований в його теорії горизонт подій, здається, існує.
Щодо команди, вони поки що не відмовилися від ідеї. Насправді, за словами Павана Кумара, професора астрофізики, Техаського університету в Остіні, "Наш мотив полягає не стільки в тому, щоб встановити, що є тверда поверхня, а щоб просунути межу знань і знайти конкретні докази, що насправді існує горизонт подій навколо чорних дір. "
"Загальна відносність пройшла ще одне критичне випробування." - Рамеш Нараян, Гарвард-Смітсоніанський центр астрофізики.
"Наша робота передбачає, що деякі, а може, і всі чорні діри мають горизонт подій, і що матеріал дійсно зникає із спостережуваного Всесвіту, коли потрапляє в ці екзотичні об'єкти, як ми очікували десятиліттями", - сказав Нараян. "Загальна відносність пройшла ще одне критичне випробування."
Команда планує продовжувати шукати спалахи, пов'язані з теорією твердих поверхонь. Їх погляд на дані Pan-STARRS був лише їх першим тріском.
Вони сподіваються покращити свої випробування з майбутнім великим синоптичним оглядовим телескопом (LSST), який будується в Чилі. LSST - це широкий польовий телескоп, який зніматиме зображення нічного неба кожні 20 секунд протягом десятирічного періоду. Кожні кілька ночей LSST створює нам зображення всього доступного нічного неба. Це зробить вивчення перехідних об’єктів набагато простішим та ефективнішим.
Більше читання: Підйом супер телескопів: великий телескоп синоптичного опитування
Джерела:
- Зірки тихо впадають у чорні діри, або врізаються у щось абсолютно невідоме?
- Події зоряного зриву підтримують існування горизонту подій чорної діри
