Pitanje:
Kako se pronalaze crne rupe?
Undo
2013-09-25 00:46:15 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Crne rupe imaju toliko gravitacije da ni svjetlost ne može pobjeći iz njih. Ako ih ne možemo vidjeti i usisati sve elektromagnetske zrake, kako ih onda možemo pronaći?

Pet odgovori:
#1
+37
Manishearth
2013-09-26 15:48:29 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Postoji mnogo, mnogo načina za to.

Gravitacijsko leće

Ovo je daleko najpoznatiji. Spomenuli su ga drugi, ali dodirnut ću ga.

enter image description here

Svjetlost koja dolazi iz udaljenih tijela gravitacija može saviti, stvarajući efekt nalik na leću . To može dovesti do višestrukih ili iskrivljenih slika predmeta (iz više slika nastaju Einsteinovi prstenovi i križevi).

Dakle, ako primijetimo efekt leće u regiji u kojoj postoje nije vidljivo masivno tijelo, tamo je vjerojatno crna rupa. Alternativa je tome što provirujemo kroz "halo" tamne materije koji okružuje (i proteže se u prošlosti) svjetleće komponente svake galaksije i nakupine galaksija ( Vidi: Skup jataka). Na dovoljno malim razmjerima (tj. U središnjim regijama galaksija) to zapravo nije problem.

enter image description here

(Ovo je umjetnikov dojam o galaksiji koja prolazi iza BH)

Gravitacijski valovi

Predenje crnih rupa i drugi dinamički sustavi koji uključuju crne rupe emitiraju gravitacijske valove. Projekti poput LIGO (i na kraju LISA) sposobni su otkriti te valove. Jedan od glavnih kandidata od interesa za LIGO / VIRGO / LISA je konačni sudar binarnog sustava crnih rupa.

Redshift

Ponekad u binarnom sustavu imamo crnu rupu sa zvijezdom . U tom će slučaju zvijezda kružiti oko zajedničkog barycentra.

Ako pažljivo promatramo zvijezdu, njezino svjetlo će biti crveno pomaknuto kad se udaljava od nas, a modro pomaknuto kad dolazi prema nama. Varijacija crvenog pomaka sugerira rotaciju, a u nedostatku vidljivog drugog tijela obično možemo zaključiti da tamo postoji crna rupa ili neutronska zvijezda.

Prijedlozi Salpeter-Zel'dovitch / Zel'dovitch-Novikov

Ulazeći ovdje u malo povijesti, Salpeter i Zel'dovitch neovisno su predložili da možemo identificirati crne rupe od udarnih valova u oblacima plina. Ako crna rupa prođe oblak plina, plinovi u oblaku bit će prisiljeni ubrzati. To će emitirati zračenje (uglavnom rendgenske zrake), koje možemo izmjeriti.

Poboljšanje je prijedlog Zel'dovitch-Novikov, koji promatra crne rupe u binarnom sustavu sa zvijezdom. Dio sunčevih vjetrova sa zvijezde usisat će se u crnu rupu. Ovo abnormalno ubrzanje vjetrova opet će dovesti do rendgenskih udarnih valova.

enter image description here

Ova metoda (više ili manje) dovela je do otkrića Cyg X-1

Kozmički žiroskopi

Cyg A je primjer za to. Vrtljive crne rupe djeluju poput kozmičkih žiroskopa - ne mijenjaju lako orijentaciju.

Na slijedećoj radioslika Cyg A vidimo ove slabe mlaznice plina koje izviru iz središnjeg mjesta:

enter image description here

Ovi mlazovi dugački su stotine tisuća svjetlosnih godina - a pritom su vrlo ravni. Prekinuti, ali ravni. Koji god objekt bio u središtu, on mora biti sposoban zadržati orijentaciju jako dugo.

Taj je objekt vrtljiva crna rupa.

Kvazari

Većina Smatra se da kvazare pokreću crne rupe. Mnoga (ako ne i sva) objašnjenja kandidata za njihovo ponašanje uključuju crne rupe s akrecijskim diskovima, na pr. postupak Blandford-Znajek.

Morao bih primijetiti da ovaj odgovor može zavarati, jer su mnoge od ovih metoda samo mogući načini njihovog pronalaska (npr. Gravitacijski valovi uopće nisu otkriveni ni iz čega, a gravitacijsko leće nikada nije pronašlo crnu rupu). U stvarnosti, u vanjskim galaksijama tražimo osebujne emisijske spektre ili vremenske karakteristike materijala oko crne rupe (pomoću njegove rentgenske, UV, optičke ili infracrvene emisije). Mlaznice, posebno nisu nužno iz crnih rupa, već se mogu stvoriti stvaranjem zvijezda. Također je teško razlikovati crnu rupu poput predmeta od BH.
Zašto ne kažete koja se od ovih tehnika zapravo koristi za pronalaženje crnih rupa.
Još jedna stvar koju valja istaknuti je da ove metode promatranja obično postavljaju ograničenje gustoće na nevidljivi objekt tako da bi jedino što bi to razumno moglo objasniti bila crna rupa.
@Aaron Ne. Gledanje binarnog gibanja govori vam masu, a ne gustoću.
@RobJeffries komentar (koji je izvorno bio odgovor) ne odnosi se izričito na binarno gibanje, već na skup gore spomenutih metoda određuje masu crne rupe i ograničava je na izvjestan volumen. Crne rupe nisu definirane njihovom ukupnom masom, već njihovom gustoćom. Čak i za primjer binarnog kretanja, najbliži pristup objekata može vam omogućiti da napravite procjenu vjerovatno najveće veličine objekta (isključujući probleme s efektima projekcije ako nemate 3D orbitalna mjerenja)
#2
+24
user8
2013-09-25 01:13:57 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Da dodate odgovoru Johna Condea. Prema NASA-inoj web stranici "Crne rupe", otkrivanje crnih rupa očito se ne može provesti otkrivanjem bilo kakvog oblika elektromagnetskog zračenja koje dolazi izravno iz nje (dakle, ne može se "vidjeti").

Crna crta se zaključuje promatranjem interakcije s okolnom materijom s web stranice:

Međutim, možemo zaključiti o prisutnosti crnih rupa i proučavati ih otkrivanjem njihov utjecaj na drugu materiju u blizini.

To također uključuje otkrivanje zračenja X zraka koje zrače iz materije ubrzavajući prema crnoj rupi. Iako se ovo čini kontradiktorno mom prvom stavku - treba napomenuti da to nije izravno iz crne rupe, već iz interakcije s materijom koja se ubrzava prema njoj.

#3
+20
RhysW
2013-09-25 21:21:37 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Crnu rupu također možemo otkriti kako savija svjetlost dok se različita tijela kreću iza nje. Taj se fenomen naziva gravitacijsko leće i vizualno je najzanimljivije predviđanje Einsteinove teorije opće relativnosti.

Ova slika prikazuje geometriju gravitacijskog sočiva. Svjetlost svjetlosnih pozadinskih predmeta savijena je zbog iskrivljenja prostor-vremena u prisutnosti mase (ovdje bi crvena točka mogla biti dotična crna rupa):

enter image description here

Astronomi su otkrili postojanje supermasivne crne rupe u središtu naše vlastite Galaksije Mliječni put, a nazvana je Strijelac A *.

Tijekom deset godina praćene su putanje male skupine zvijezda, a jedino objašnjenje za njihovo brzo kretanje je postojanje izuzetno kompaktnog objekta mase oko 4 milijuna sunca . S obzirom na skale mase i udaljenosti, zaključak je da to mora biti crna rupa.

Trajectories of stars around the Sagittarius A* within the Milky Way Galaxy.

Kao što vaša slika sugerira, njihova * eliptična * putanja također snažno sugerira da središnji objekt nije samo vrlo masivan već i izuzetno kompaktan.
** Nisu pronađene * * crne rupe prvom metodom opisanom u ovom odgovoru.
#4
+18
John Conde
2013-09-25 00:52:22 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Jedan od načina je praćenje Gamma Ray Bursts. Kada se crna rupa hrani okolnim plinom ili proguta zvijezdu koja se prišla preblizu, oni često emitiraju rafale gama zraka koji su vrlo energični i lako ih je uočiti (iako ne traju dugo).

U slučaj super masivnih rupa, čini se da su u središtu svake srednje i velike galaksije. Omogućuje gdje izgledati prilično jednostavno.

#5
+4
jmarina
2013-10-24 16:56:48 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Sva 4 odgovora dana prije ovog vrlo su dobra i međusobno se dopunjuju; pronalazak objekta koji kruži oko vašeg ciljnog objekta omogućuje vam i izračunavanje mase vašeg ciljnog objekta.

Materija pada u crno Rupa se ubrzava prema svjetlosnoj brzini. Kako se ubrzava, materija se raspada na subatomske čestice i tvrdo zračenje, odnosno X-zrake i gama zrake. Sama crna rupa nije vidljiva, ali vidljiva je svjetlost (uglavnom X-zrake, gama zrake) od padajuće tvari koja se ubrzava i raspada na čestice.

Gledajući prema središtu naše galaksije, svemirski teleskop Chandra X-ray opazio je nekoliko crnih rupa osim Sgr A *, neizravno, hvatajući teško zračenje padajuće tvari koja se razbuktala dok nešto progutaju; nakon toga crne rupe ponovno potamne ako se u blizini više nema što asimilirati;

http://chandra.harvard.edu/press/05_releases/press_011005.html

Ovdje možete vidjeti neke od ovih bljeskova u roju crnih rupa u blizini središta naše galaksije.

Metode za otkrivanje crnih rupa (koje zapravo nisu rupe ili singularnosti, kao što to čine imaju masu, radijus, rotaciju, naboj, a time i gustoću, koja varira ovisno o radijusu, vidi http://en.wikipedia.org/wiki/Schwarzschild_radius).

  • za pasivno otkrivanje (zvjezdane ili supermasivne) crne rupe, potražite / pričekajte rakete jakog zračenja, koje se javljaju sporadično, a zatim nastavite s promatranjima kako biste vidjeli jeste li uhvatili grb (rafal gama zraka) iz stvarne crne rupe ili samo bijeli patuljak ili neutronska zvijezda koja periodički radi novu;

  • za aktivno otkrivanje crne rupe u potrazi za gravitacijskim lećama, što je kontinuirani efekt, ili zvijezdama koje kruže velikom brzinom oko naizgled prazne točke u prostoru, poput S 2 pri 5000 + km / sek, oko Sgr A *

http://en.wikipedia.org/wiki/S2_(star)

Ali neće ostati ništa da se vidi što je to uzrokovalo; bolje je promatrati to mjesto na nebu prije nego što se to dogodi.

Svakako biste trebali provjeriti vrijeme koje bi trebalo da crna rupa od tri solarne mase ispari.
Granica Tolman-Oppenheimer-Volkov nema nikakve veze s Hawkingovim zračenjem! To je vrlo teška činjenična pogreška.
"roj crnih rupa"?


Ova pitanja su automatski prevedena s engleskog jezika.Izvorni sadržaj dostupan je na stackexchange-u, što zahvaljujemo na cc by-sa 3.0 licenci pod kojom se distribuira.
Loading...