В центъра на нашата галактика Млечен път живее бегемот. Обект, толкова масивен, че нищо не може да избяга от гравитационното му издърпване, дори и светлината. Всъщност смятаме, че повечето галактики имат една от тях. Разбира се, това са супермасивни черни дупки.
Свръхмасивните черни дупки са звезди, които са се сринали в една особеност. Общата теория на относителността на Айнщайн предсказа съществуването им. А тези черни дупки са заобиколени от това, което се нарича хоризонт на събитията, което е нещо като точка на връщане, за да се доближи нещо твърде близо до черната дупка. Но никой още не е доказал съществуването на хоризонта на събитията.
Някои теоретици смятат, че нещо друго може да лежи в центъра на галактиките, по-странно събитие от свръхмасивен обект от свръхмасивна черна дупка. Теоретиците смятат, че тези обекти по някакъв начин са избегнали съдбата на черна дупка и не са се сринали в една особеност. Те няма да имат хоризонт на събитията и вместо това ще имат твърда повърхност.
„Целият ни смисъл тук е да превърнем тази идея за хоризонт на събитията в експериментална наука и да разберем дали хоризонтите на събитията наистина съществуват или не“ - професор по астрофизика Пауън Кумар, Тексаския университет в Остин.
Екип изследователи от Тексаския университет в Остин и Харвардския университет са решили проблема. Венбин Лу, Паун Кумар и Рамеш Нараян искаха да хвърлят малко светлина върху проблема с хоризонта на събитията. Те се чудеха за твърдия повърхностен обект и какво ще се случи, когато предмет като звезда се сблъска с него. Те публикуваха резултатите си в Месечните известия на Кралското астрономическо дружество.
„Целият ни смисъл тук е да превърнем тази идея за хоризонт на събитията в експериментална наука и да разберем дали хоризонтите на събитията наистина съществуват или не“, казва в пресата Пауън Кумар, професор по астрофизика в Тексаския университет в Остин. освободи.
Тъй като черната дупка е звезда, срутена в сингулярност, тя няма повърхностна площ и вместо това има хоризонт на събитията. Но ако другата теория се окаже вярна и обектът има твърда повърхност вместо хоризонт на събитията, то всеки обект, сблъскващ се с него, би бил унищожен. Ако някоя звезда трябваше да се сблъска с тази твърда повърхност и да бъде унищожена, екипът преумори, тогава газът от звездата ще огради обекта и ще свети ярко с месеци или дори години.
Ако това беше така, тогава екипът знаеше какво да търси. Те също така разработиха колко често това ще се случи.
„Преценихме скоростта на падане на звезди върху свръхмасивни черни дупки“, казва Лу в същото съобщение за пресата. „Почти всяка галактика има такава. Разглеждахме само най-масовите, които тежат около 100 милиона слънчеви маси или повече. Има около милион от тях в рамките на няколко милиарда светлинни години от Земята. "
Сега им трябваше начин да претърсят небето за тези обекти и те го намериха в архивите на телескопа Pan-STARRS. Pan-STARRS е 1.8-метров телескоп в Хавай. Този телескоп наскоро завърши проучване на половината от северното полукълбо на небето. В това проучване Pan-STAARS прекара 3,5 години в търсене на преходни обекти в небето, предмети, които светят и след това избледняват. Те претърсиха архивите на Pan-STARR за преходни обекти, които имаха подписа, който предсказаха от звезди, сблъскащи се с тези супермасивни обекти с твърда повърхност.
Триото прогнозира, че в периода от 3,5 години, заснети от проучването Pan-STAARS, 10 от тези сблъсъци ще се появят и трябва да бъдат представени в данните.
"Оказва се, че е трябвало да открие повече от 10 от тях, ако теорията на твърдата повърхност е вярна." - Венбин Лу, катедра по астрономия, Тексаски университет в Остин.
„Като се има предвид скоростта на падане на звезди върху черни дупки и плътността на броя на черните дупки в близката Вселена, изчислихме колко такива преходни времена трябва да е открил Pan-STARRS за период на експлоатация от 3,5 години. Оказва се, че е трябвало да открие повече от 10 от тях, ако теорията на твърдата повърхност е вярна “, каза Лу.
Екипът не откри нито едно от възпроизвежданията, които очакваха да видят дали теорията на твърдата повърхност е вярна.
"Нашата работа предполага, че някои, а може би и всички, черните дупки имат хоризонти на събитията ..." - Рамеш Нараян, Център за астрофизика в Харвард-Смитсони.
Това, което може да изглежда като провал, не е разбира се. Не за Айнщайн, така или иначе. Това представлява още един успешен тест на Теорията на общата относителност на Айнщайн, показващ, че прогнозираният в неговата теория хоризонт на събитията изглежда съществува.
Що се отнася до екипа, те все още не са се отказали от идеята. В действителност, според Pawan Kumar, професор по астрофизика, Тексаския университет в Остин, „Нашият мотив е не толкова да установим, че има твърда повърхност, а да прокараме границата на знанието и да намерим конкретни доказателства, че наистина има хоризонт на събитията около черните дупки. "
„Общата относителност премина още един критичен тест.“ - Рамеш Нараян, Харвард-Смитсонски център за астрофизика.
„Нашата работа предполага, че някои, а може би и всички, черните дупки имат хоризонт на събитията и този материал наистина изчезва от наблюдаваната вселена, когато бъде изтеглен в тези екзотични обекти, както очаквахме от десетилетия“, каза Нараян. „Общата относителност премина още един критичен тест.“
Екипът планира да продължи да търси изблици, свързани с теорията на твърдата повърхност. Погледът им към данните на Pan-STARRS беше просто първата им криза.
Те се надяват да подобрят теста си с предстоящия Голям синоптичен телескоп (LSST), който се изгражда в Чили. LSST е широк полев телескоп, който ще заснема изображения на нощното небе на всеки 20 секунди през десетгодишен период. На всеки няколко нощи LSST ще ни дава изображение на цялото налично нощно небе. Това ще направи изучаването на преходни обекти много по-лесно и ефективно.
Още четене: Възходът на супер телескопите: Големият телескоп за синоптични изследвания
Източници:
- Звездите падат ли тихо в черни дупки, или се разбиват в нещо съвсем непознато?
- Звездното разрушаване подкрепя съществуването на хоризонта на събитията в черната дупка
