О проекте
Нас блокируют. Что делать?

Зарегистрироваться | Войти через:

Украина | Политзеки | Свобода слова | Акции протеста | Болотное дело
Читайте нас:
Доступное в России зеркало Граней: http://mirror694.graniru.info/Society/Science/m.109247.html

статья На смену черным дырам приходят MECOs

Максим Борисов, 27.07.2006
Реклама
цитата Дословно

<a href=http://elementy.ru/blogs/users/spark/>Игорь Иванов</a>

Есть ряд ученых, которые известны тем, что "отлавливают" самые экзотические теоретические конструкции и говорят "а вот этот эксперимент можно описать еще и так", "а вот тот эксперимент не противоречит и такой интерпретации".
В астрофизике это тот же Abhas Mitra с вечно коллапсирующими объектами, Robert Foot с идеей зеркального вещества, есть много ученых, пытающихся применить экзотические варианты гравитации ко всем подряд непонятным наблюдениям (чего стоит одна только эпопея с аномальным ускорением "Пионеров") и т.д.

Я понимаю, что такие высказывания очень "цепляют" скучающую публику, но все же к ним стоит относиться спокойнее.

Поиск, проверка, отсев (или наоборот, невозможность отсева) экзотических возможностей - рутинная работа физиков. И соответствующие статьи регулярно публикуются. Один из последних примеров - результат эксперимента PVLAS о дихроизме вакуума, который можно, в принципе, интерпретировать и в терминах новых частиц, аксионов. В астрофизике недавно обсуждались такие достаточно экзотические варианты как топология вселенной в виде "футбольного мяча" или в виде "дудки", попытки обойтись без темной энергии при описании сверхновых ("гипотеза серой пыли"), попытки обойтись без инфляции (экпиротическая модель) и т.д.
Но на основании единичных наблюдений никто никаких "революций" не делает - надо многократно повторить опыт (найти другие похожие астрофизические объекты) и убедиться, что здесь не работает никакое иное объяснение.

В астрофизике вообще объекты исследования находятся далеко, и зачастую наблюдательные данные крайне опосредованы. Грубо говоря, непонятно: мы действительно что-то наблюдаем или же после обработки, подавления шумов, вычета фона и т.д. складывается ощущение, что телескопу кажется, что он что-то наблюдает.

Потом, даже если в данном конкретном случае будет доказано, что этот объект не может быть черной дырой (что само по себе о-о-очень непросто будет сделать), то это вовсе не значит, что ВСЕ остальные объекты, про которые мы думаем, что они черные дыры, ими не являются. Так что говорить о том, что концепция черных дыр (будет в этом случае) опровергнута, неверно.

Ну и напоследок. Про черные дыры кто-то из больших астрофизиков как-то сказал: черные дыры - это САМАЯ КОНСЕРВАТИВНАЯ гипотеза среди имеющихся, которая может описать наблюдательные данные.

Элементы.Ру

Так художник представляет себе устройство Q0957+561. Иллюстрация Christine Pulliam (CfA)

Самые мощные источники излучения, испускающие фотоны в широчайшем спектральном диапазоне, - квазары, безоговорочно царившие когда-то в юной Вселенной, светят нам до сих пор - их радиация сумела добраться до Земли спустя многие миллиарды лет. И хотя эти "квазизвездные" источники, рассматриваемые в оптические телескопы, кажутся всего-навсего заурядными звездочками, фактически они представляют собой ярко светящиеся центры древних галактик. Ну а в современной нам локальной части космоса ничего подобного уже давно не наблюдается.

Согласно современным теориям, пылающие ядра квазаров состоят из раскаленных газовых дисков, по спирали падающих на сверхмассивные черные дыры (этот процесс именуют аккрецией вещества на компактный объект). При этом какая-то часть газа с релятивистскими скоростями выбрасывается наружу в виде двух струй-джетов (jets) в двух противоположных направлениях (с полюсов квазара). Теоретики до сих пор еще разбираются с механизмами, которым можно было бы "поручить" образование подобных струй, ну а наблюдатели между тем мечтают заглянуть в сердце квазара. Подробности внутреннего устройства центрального "генератора", снабжающего энергией релятивистские струи, пока еще недоступны земным телескопам, поскольку области, в которых они размещены, слишком компактны (по величине сравнимы с размерами Солнечной системы) и их нельзя разрешить с помощью современной техники. Однако приблизиться к решению этой задачи все-таки можно, если воспользоваться методами гравитационного линзирования.

Астроном Рудольф Шилд (Rudolph Schild) из Гарвард-Смитсонианского астрофизического центра (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics - CfA) и его коллеги уже много лет занимаются изучением квазара, носящего обозначение Q0957+561 и расположенного в 9 миллиардах световых лет от Земли в районе ковша созвездия Большой Медведицы. Основу этого квазара составляет центральный компактный объект, содержащий массу, эквивалентную массе 3-4 миллиардов солнц. Что удивительно, после стольких лет изучения Шилд засомневался, что они имеют дело со ставшей уже привычной для современных физиков классической "черной дырой", и вынул взамен из "запасников" достаточно экзотичную концепцию MECOs - Magnetospheric Eternally Collapsing Objects (магнитосферных вечно коллапсирующих объектов), предложенную (в 1998 году) индийским астрофизиком Абхасом Митрой (Abhas Mitra).

"Мы не называем данный объект черной дырой, поскольку нашли свидетельства того, что он содержит внутри закрепленное магнитное поле, которое насквозь пронзает поверхность коллапсирующего центрального объекта и взаимодействует со средой, окружающей квазар", - так прокомментировал свое прямо-таки шокирующее заключение Шилд. Это исследование было опубликовано в июльском выпуске "Астрономического журнала" (Astronomical Journal - AJ) и доступно также на сайте arXiv.org.

Q0957+561 привлекает самое пристальное внимание астрономов с конца 1970-х гг., когда выяснилось, что в его случае проявляется действие естественной гигантской космической линзы, дублирующей изображение объекта ("двойник" характеризуется тем же самым спектром и красным смещением). Это была самая первая реально обнаруженная "гравитационная линза" с тех пор, как швейцарский астроном Фриц Цвикки (Fritz Zwicky, 1898-1974) в 1937 году предложил использовать это явление для изучения удаленных галактик. Впоследствии удалось обнаружить и первопричину эффекта - гигантскую галактику, оказавшуюся на пути между квазаром и нами, гравитация которой служит той самой "линзой". Характерно, что звезды и планеты гораздо более близких галактик также оказывают небольшое воздействие на свет от квазара, вызывая крошечные колебания яркости, когда оказываются вблизи воображаемой линии, соединяющей нашу Землю и отдаленный квазар (этот эффект называется "гравитационным микролинзированием" - microlensing). Шилд занимался отслеживанием таких небольших колебаний яркости квазара на протяжении 20 лет, он возглавляет международный консорциум наблюдателей, использующих 14 телескопов, чтобы не оставлять объект "без присмотра" в наиболее многообещающие периоды.

"С помощью микролинзирования мы можем различить большее количество деталей устройства так называемых "черных дыр", что расположены в двух третях пути до края видимой Вселенной, чем мы можем разглядеть в случае той черной дыры, что находится в центре Млечного пути", - говорит Шилд. Проведя такой детальный анализ, его группа сумела узнать нечто новое о ядре квазара. Например, утверждается, что теперь удалось точно выявить месторасположение того участка, где формируются релятивистские струи-джеты. "Как и где формируются эти струи? Даже 60 лет радионаблюдений не дали ответа на данный вопрос. А теперь мы это узнали", - утверждает Шилд. Новообнаруженные структуры гордые первооткрыватели именуют Schild-Vakulik Structure - структурами Шилда-Вакулика.

Шилд и его коллеги выяснили, что струи зарождаются в двух областях размером в тысячу астрономических единиц каждая (что приблизительно в 25 раз больше, чем расстояние от Солнца до Плутона), расположенных в 8 тысячах астрономических единиц непосредственно над полюсами центрального компактного объекта (астрономическая единица определяется как среднее расстояние от Земли до Солнца, это примерно 150 миллионов километров). Внутренний край раскаленного ярко светящегося аккреционного диска отстоит приблизительно на 2 тысячи астрономических единиц от центрального компактного объекта. Присутствие внутреннего магнитного поля, закручиваемого в результате вращения центрального компактного объекта, - это явление, которое известно под названием "магнитный эффект пропеллера" (magnetic propeller effect). Наблюдения позволяют также выявить присутствие конусовидного оттока от аккреционного диска и следы некой кольцеобразной структуры, именуемой "структурой Элвиса" (она названа так по имени коллеги Шилда по CfA - Мартина Элвиса (Martin Elvis), который предсказал ее существование теоретически). Удивительно большое угловое раскрытие наблюдаемого оттока, опять же, по мнению авторов новой работы, лучше всего объясняется влиянием магнитных полей, заключенных в пределах центрального компактного объекта этого квазара (то есть того, что сейчас считают "черной дырой").

В свете всех этих наблюдений Шилд и его коллеги Даррил Лейтер (Darryl Leiter) из Марвудского астрофизического научно-исследовательского центра (Marwood Astrophysics Research Center) и Стэнли Робертсон (Stanley Robertson) из Юго-западного университета штата Оклахома (Southwestern Oklahoma State University) предложили довольно спорную теорию, согласно которой выявленные ими магнитные поля присущи не только аккреционному диску, как считает большинство других астрофизиков, но свойственны и центральному сверхмассивному компактному объекту квазара. Если новая теория подтвердится, то все это, разумеется, приведет к кардинальному пересмотру всей структуры квазара.

"Наше открытие бросает вызов общепринятым представлениям о черных дырах, - говорит Лейтер. - 50 лет назад среди астрофизиков еще не было современного понимания квантовой электродинамики, которая теперь готова представить новые решения первоначальных уравнений теории относительности Эйнштейна".

Это исследование предполагает, что в дополнение к тем немногим свойствам, которыми характеризуется любая черная дыра: масса, заряд и скорость вращения, - центральный компактный объект квазара может обладать и другими физическими параметрами, которые делают его более похожим на вращающийся магнитный диполь, излучение которого сильно смещено в инфракрасную область спектра, а не на "классическую" черную дыру. И по этой самой причине большая часть засасываемой таким компактным объектом материи не исчезает бесследно в недрах коллапсара, а участвует во всеобщем вращении "гигантского магнита". Согласно этой теории, MECO не имеет горизонта событий, как положено любой "приличной" черной дыре (из-под которого невозможно возвращение какого-либо материального объекта или же излучения), и любая материя, которая способна добраться до уровня "магнитного пропеллера", постепенно замедляется и останавливается. Сигналы с поверхности этого горизонта до нас в принципе способны добраться, однако под воздействием чудовищной гравитации всякое излучение оттуда сильно смещено в красную область спектра, ослаблено и недоступно для обнаружения современными техническими средствами.

Надо думать, если ядра квазаров действительно "лишатся" черных дыр, то вслед за этим произойдут и очень серьезные перемены в "верхних строчках рейтинга" современных теорий гравитации, среди которых нет единства в вопросах возможности или невозможности существования этих объектов, предсказанных когда-то теоретически (так, возможность существования черных дыр отрицают последователи теории гравитации бывшего ректора МГУ академика Логунова)... Однако в вероятность скорого переворота верят пока лишь очень немногие ученые.

Источники:
Observations Supporting the Existence of an Intrinsic Magnetic Moment Inside the Central Compact Object Within the Quasar Q0957+561 - arXiv.org - astro-ph
New Picture of Quasar Emerges - Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics - Press Release
Research Sheds New Light On Quasars - SpaceDaily

Ссылки:
Гравитационные линзы - "Астронет"
Гравитационная линза - "Кругосвет"
Загадка Большой Медведицы

Максим Борисов, 27.07.2006


новость Новости по теме
Фото и Видео

Реклама

Наши спонсоры
Выбор читателей