НАСА Инфрацрвената опсерваторија Спицер неодамна го набљудуваше одблесокот од џиновска бинарност Црна дупка систем OJ 287, во рамките на проценетиот временски интервал предвиден со моделот развиен од астрофизичарите. Оваа опсервација тестираше различни аспекти на општата релативност, „теорема без коса“ и докажа дека OJ 287 навистина е извор на инфрацрвена Гравитациски бранови.
на OJ 287 галаксија, сместена во соѕвездието Рак на оддалеченост од 3.5 милијарди светлосни години од Земјата, има две црни дупки – поголемиот со над 18 милијарди пати повеќе маса на Сонцето и околу ова е помал Црна дупка со околу 150 милиони пати повеќе од Сонцето маса, и тие формираат бинарна Црна дупка систем. Додека орбитирате околу поголемиот, толку помал Црна дупка паѓа низ огромниот акрециски диск од гас и прашина што го опкружува неговиот поголем придружник, создавајќи блесок светлина посветла од трилион ѕвезди.
Помалите Црна дупка се судира со акрецискиот диск на поголемиот двапати на секои дванаесет години. Сепак, поради неговата неправилна долгнавеста орбита (наречен квази-кепларски во математичката терминологија, како што е прикажано на сликата подолу), блесоците може да се појават во различни времиња - понекогаш со разлика од една година; други пати, со разлика од 10 години (1). Неколку обиди за моделирање на орбита и предвидувањето кога ќе се случат блесоци беа неуспешни до 2010 година, кога астрофизичарите создадоа модел кој може да го предвиди нивното појавување со грешка од околу една до три недели. Точноста на моделот беше докажана со предвидување на појавата на одблесокот во декември 2015 година до три недели.
Друга важна информација што влегла во создавањето на успешна теорија на бинарноста Црна дупка систем OJ 287 е фактот дека супермасивни црни дупки можат да бидат извори на гравитациони бранови – што е утврдено по експерименталното набљудување на гравитациони бранови во 2016 година, произведен за време на спојувањето на две супермасивни црни дупки. Се предвидува дека OJ 287 ќе биде извор на инфрацрвена боја гравитациони бранови (2).
Во 2018 година, група астрофизичари дадоа уште подетален модел и тврдеа дека можат да го предвидат времето на идните блесоци во рок од неколку часа (3). Според овој модел, следниот пламен би се случил на 31 јули 2019 година и времето било предвидено со грешка од 4.4 часа. Исто така, ја предвиде осветленоста на блесокот предизвикан од ударот што ќе се случи за време на тој настан. Настанот е снимен и потврден од НАСА Спицер простор Телескопот (4), кој се повлече во јануари 2020 година. За да го набљудуваме предвидениот настан, Спицер беше нашата единствена надеж бидејќи овој одблесокот не можеше да се види со ниеден друг телескоп на земјата или на Земјата орбита, бидејќи Сонцето се наоѓало во соѕвездието Рак со OJ 287 и Земјата се наоѓа на спротивните страни од него. Оваа опсервација, исто така, докажа дека OJ 287 емитува гравитациони бранови во инфрацрвената бранова должина, како што беше предвидено. Според оваа предложена теорија, блесокот предизвикан од ударот од OJ 287 се очекува да се случи во 2022 година.
Набљудувањата на овие блесоци ставија ограничување на „Нема теорема за коса” (5,6) во кој се наведува дека додека црни дупки немаат вистински површини, има граница околу нив надвор од која ништо – дури ни светлината – не може да избега. Оваа граница се нарекува хоризонт на настани. Оваа теорема исто така постулира дека материјата која формира црна дупка или паѓа во неа „исчезнува“ зад Црна дупка хоризонт на настани и затоа е трајно недостапен за надворешни набљудувачи, што укажува на тоа црни дупки немаат „без коса“. Една непосредна последица на теоремата е дека црни дупки може целосно да се карактеризираат со нивните маса, електричен полнеж и внатрешно вртење. Според некои научници, овој надворешен раб на црната дупка, т.е. хоризонтот на настани, би можел да биде трнлив или неправилен, што би ѝ противречи на „теоремата без коса“. Меѓутоа, ако треба да се докаже исправноста на „теоремата без коса“, единственото веродостојно објаснување е дека нерамномерната масовна распределба на големата црна дупка би ја нарушила простор околу него на таков начин што ќе доведе до промена на патеката на помалите Црна дупка, и за возврат да го смените времето на црна дупка судир со акрециониот диск на тој конкретен орбита, со што се предизвикува промена во времето на појавување на забележаните ракети.
Како што може да се очекува, црни дупки тешко се испитуваат. Оттука, како што одиме напред, многу повеќе експериментални набљудувања во врска со Црна дупка интеракциите, со околината, како и со другите црни дупки, треба да се проучат пред да се потврди валидноста на „теоремата без коса“.
***
Референци:
- Валтонен В., Зола С., и сор. 2016 година, „Примарна црна дупка вртење во OJ287 како што е утврдено со стогодишнината од блесокот на Општата релативност“, Астрофис. Џ. Лет. 819 (2016) бр.2, Л37. DOI: https://doi.org/10.3847/2041-8205/819/2/L37
- Абот БП., и сор. 2016. (LIGO Scientific Collaboration и Virgo Collaboration), „Набљудување на гравитационите бранови од спојување на бинарна црна дупка“, физика. Свештеникот Лет. 116, 061102 (2016). DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.116.061102
- Деј Л., Валтонен МЈ., Гопакумар А. и сор 2018. „Автентицирање на присуството на релативистичка масивна бинарна црна дупка во OJ 287 со користење на неговиот стогодишен блесок од општата релативност: подобрени орбитални параметри“, Астрофија. J. 866, 11 (2018). DOI: https://doi.org/10.3847/1538-4357/aadd95
- Лејн С., Деј Л., и сор 2020. „Набљудувања на Шпицер на предвидениот блесок на Едингтон од Blazar OJ 287“. Astrophysical Journal Letters, кн. 894, бр. 1 (2020). DOI: https://doi.org/10.3847/2041-8213/ab79a4
- Gürlebeck, N., 2015. „Теорема без коса за црните дупки во астрофизичките средини“, Писма за физички преглед 114, 151102 (2015). DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.114.151102
- Хокинг Стивен В., и сор. 2016. Мека коса на црните дупки. https://arxiv.org/pdf/1601.00921.pdf
***
