Вы здесь
Главная > ОБО ВСЕМ > #НАУКА > АСТРОФИЗИКИ МГУ НАШЛИ ПОДТВЕРЖДЕНИЕ СУЩЕСТВОВАНИЯ СИЛЬНЫХ ГРАВИТАЦИОННЫХ ПОЛЕЙ ВО ВСЕЛЕННОЙ

АСТРОФИЗИКИ МГУ НАШЛИ ПОДТВЕРЖДЕНИЕ СУЩЕСТВОВАНИЯ СИЛЬНЫХ ГРАВИТАЦИОННЫХ ПОЛЕЙ ВО ВСЕЛЕННОЙ

МГУ
Сотрудники Государственного астрономического института имени П. К. Штернберга МГУ обнаружили сильный избыток излучения из спектров в промежуточном состоянии для черных дыр. Это открытие – еще одно яркое подтверждение существования сильных гравитационных полей во Вселенной и еще один шаг в понимании того, как устроен мир вокруг нас. Статья опубликована в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Известно, что вблизи горизонта событий чёрной дыры возникают условия для формирования пар из электронов и позитронов с их последующей аннигиляцией (реакция превращения частицы и античастицы при их столкновении в какие-либо иные частицы, отличные от исходных), сопровождаемой излучением фотонов с энергией 511 кэВ (килоэлектронвольт). Такой эффект называется – аннигиляционная линия (АЛ). Обнаружение такой линии доказывало бы, что наши представления о физике чёрных дыр правильные. Однако усилия наблюдателей не увенчались успехом, возможно из-за слабости этой линии или ее отсутствия. Другая причина неудач может крыться в красном гравитационном смещении, которое неизбежно испытывают фотоны при удалении от горизонта событий чёрных дыр. При этом гравитационное поле чёрной дыры настолько велико, что исходная энергия фотонов снижается до ~20 кэВ. Сама линия размывается из-за ненулевой толщины слоя формирования (~200 м для чёрной дыры с массой 10 солнечных масс) и превращается в широкий «горб» в спектре на 15-40 кэВ. Именно там и была недавно обнаружена эта спектральная особенность в ряде галактических чёрных дыр (GХ339-4, GRS1915+105, CygX-1, SS433, V4641Sgr) по данным RXTE, BeppoSAX и INTEGRAL.
Эволюция спектров черной дыры Cyg X−1 для четырех спектральных состояний по данным спутника RXTE. Данные показаны черными крестиками, а компоненты спектральной модели показаны пунктирными зелеными, синими и малиновыми линиями для comptb, Gaussian и Bbody, соответственно. Заштрихованные желтым цветом области демонстрируют эволюцию компонента, интерпретируемого как гравитационно красносмещенная АЛ, во время эволюции между этими состояниями. Елена Сейфина/МГУ
Учёные МГУ с помощью метода спектрального моделирования проанализировали широкополосные энергетические спектры этих источников и обнаружили сильный избыток излучения в диапазоне 15-40 кэВ некоторых из спектров в промежуточном состоянии для всех пяти вышеупомянутых чёрных дыр. Этот избыток и был интерпретирован как гравитационно красно-смещенная АЛ.
Гравитационное смещение АЛ, которое испытывают фотоны 511 кэВ при выходе из глубин гравитационного поля черной дыры. Схематично показано «уширение» исходной линии в спектре из-за разной глубины формирования квантов около горизонта событий (оранжевый слой) черной дыры. В итоге узкая линия на 511 кэВ превращается в широкий «горб», центрированный на 20 кэВ и «растянутый» на энергиях 15-40 кэВ. Елена Сейфина/МГУ
«Такой эффект красного гравитационного смещения блестяще согласуется с предсказаниями общей теории относительности и численными расчетами методом Монте-Карло. Таким образом, изначально АЛ от чёрных дыр звездной массы искали не там… из-за неучёта эффектов общей теории относительности в сильных гравитационных полях. Это открытие – еще одно яркое подтверждение существования сильных гравитационных полей во Вселенной и еще один шаг в понимании того, как устроен мир вокруг нас. В перспективе, подобный эффект может наблюдаться и в других ЧД звездной массы, что подтвердит наши находки», – рассказала ведущий научный сотрудник отдела звёздной астрономии МГУ Елена Сейфина.

По информации пресс-службы МГУ.

Добавить комментарий

Loading...
Top