Ғарыш ғалымдарды жаңа жаңалықтармен таң қалдырады. Биыл астрономдар қара тесіктердің қалай жұмыс істейтіні және олардың қайда жасырынуы мүмкін екендігі туралы түсінігімізді түбегейлі өзгертетін екі серпіліс жасады. Бұл олжалар әлемдегі ең жұмбақ нысандардың да өз құпияларын оларға қалай қарау керектігін білетіндерге ашуға дайын екенін көрсетеді.
Ғарыштық микроскоптың астындағы қара тесіктер: екі есе үлкейту әсері
Құмырсқаны бірнеше шақырым қашықтықта көруге тырысып жатқаныңызды елестетіп көріңіз. Астрономдар қара тесіктің айналасын зерттеген кезде осындай мәселені шешеді. Лейден университетінің Матуш Балықшы бастаған зерттеушілер тобы бұл шектеуді айналып өтудің тамаша әдісін тапты.
Ғалымдар сирек кездесетін ғарыштық құбылысты — күшті гравитациялық линзалау мен микролензиялаудың тіркесімін қолданды. Бұл табиғат оларға Қос үлкейту телескопын берген сияқты. Зерттеу нысаны 6 миллиард жарық жылы қашықтықта орналасқан Rx j1131 супермассивті қара тесік болды.
Гравитациялық линзалау Эйнштейн ашқан принцип бойынша жұмыс істейді: массивтік Нысандар кеңістік-уақытты бүгіп, жарықтың линза тәрізді айналуына әкеледі. Біздің және алыс квазардың арасында галактика болған кезде, ол бір объектінің бірнеше суреттерін жасайды. Бірақ мұнда екінші әсер қосылады — микролензия, линзалық галактикадағы жеке жұлдыздар көздің әртүрлі бөліктерінен жарықты одан әрі күшейтеді.
Қара тесіктің тәжі алғаш рет тікелей өлшенді
Бұл әдіс арқылы ғалымдар алғаш рет супермассивті қара тесіктің тәжін тікелей өлшей алды. Тәж-температурасы миллиардтаған градусқа жететін қара тесікті қоршап тұрған өте ыстық газ аймағы. Осы уақытқа дейін оны тек жанама белгілер арқылы болжауға болады.
Тәждің өлшемі шынымен ғарыштық болып шықты-шамамен 50 астрономиялық бірлік. Салыстыру үшін, бұл біздің Күн жүйесінің күннен Плутон орбитасына дейінгі өлшемі. Бірақ қара тесік масштабында бұл оқиға көкжиегінің табалдырығында орналасқан өте кішкентай аймақ.
Тәждің әртүрлі бөліктері басқаша әрекет ететіні ерекше қызықты болды. Зерттеушілер квазардың әртүрлі кескіндерінде синхронды емес жарқылдарды байқады. Бұл тәждің құрылымы гетерогенді екенін және оның әртүрлі аймақтары линзалық Галактика жұлдыздарының гравитациялық әсеріне әртүрлі жауап беретінін көрсетеді.
Қара тесіктер-саяхатшылар: ергежейлі галактикадағы жаңалық
Екінші жаңалық белсенді қара тесіктердің қай жерде болуы мүмкін екендігі туралы қалыптасқан идеяларды қайта қарауға мәжбүр етеді. Шанхай астрономиялық обсерваториясының докторы Ан Таоның командасы жерден 230 миллион жарық жылы қашықтықта орналасқан ергежейлі manga 12772-12704 галактикасында ерекше нәрсе тапты.
Бұл кішкентай галактикада шамамен 300 мың күн массасы бар белсенді қара тесік табылды. Бұл таңқаларлық емес-мұндай массалық аралық қара тесіктер жиі кездеседі. Бірақ бұл ол күткен жерде болмады.
Орталықтан тыс белсенді галактикалық ядро
Әдетте галактикалардың белсенді ядролары жұлдыздар мен газ концентрациясы максималды болатын дәл орталықта орналасады. Бірақ бұл қара тесік өзінің галактикасының орталығынан шамамен 3000 жарық жылы қашықтықта орналасқан-нағыз ғарыш саяхатшысы.
Сонымен қатар, ол белсенділіктің барлық белгілерін көрсетеді: ол қоршаған затты сіңіреді, қуатты энергия шығарады, тіпті ұзындығы 7,2 жарық жылы болатын радиоқабылдағыш жасайды. Мұндай реактивті зат қара тесікке жақын қуатты магнит өрісінде жарық жылдамдығына дейін үдетілген кезде пайда болады.
30 жылдық бақылаулардағы мұрағаттық деректер объектінің жарықтығы уақыт өте келе өзгеретінін көрсетеді-бұл белсенді галактикалық ядроның классикалық белгісі. Бұл супернованың қалдықтары немесе басқа астрофизикалық құбылыстар сияқты балама түсіндірмелерді жоққа шығарады.
Бұл тұжырымдар біздің ғарыш туралы түсінігімізде нені өзгертеді
Перифериялық аймақтардың құрылымына жаңа көзқарас
Бірінші жаңалық ғалымдарға ғаламдағы ең экстремалды жағдайларды егжей-тегжейлі зерттеуге арналған құрал береді. Қара тесік тәжі-бұл зат жерде қол жетпейтін күйде болатын зертхана. Миллиардтаған градус температура, елестету мүмкін емес күштің магнит өрістері, уақытты тоқтата алатын ауырлық күші.
Тәждің құрылымы мен мінез-құлқын түсіну көптеген құбылыстарды түсіндіру үшін өте маңызды. Дәл осы жерде мыңдаған Жарық жылдарында қара саңылаулармен лақтырылған қуатты ұшақтар пайда болады. Мұнда қара тесіктің қоршаған затты сіңіру арқылы қаншалықты тез өсетінін анықтайтын процестер жүреді.
Қос линзалау әдісі тәждің статикалық құрылым емес екенін көрсетті. Ол өз өмірімен өмір сүреді, ол бұрын байқауға болмайтын жылдам өзгерістер мен ауытқуларға ие. Бұл затты қыздыру және релятивистік шығарындыларды қалыптастыру механизмдеріне жарық түсіруі мүмкін.
Қара тесіктердің өсу үлгілерін қайта қарау
Галактиканың орталығынан тыс белсенді қара тесіктің ашылуы осы объектілердің пайда болуы мен эволюциясы туралы теорияларды қайта қарауға мәжбүр етеді. Осы уақытқа дейін қара тесікті қуаттандыру үшін жеткілікті “отын” бар галактикалардың орталық аймақтарында ғана жаппай өсу мүмкін деп есептелді.
Егер белсенді қара тесіктер перифериялық аймақтарда да тиімді өсе алса, бұл олардың эволюциясының жаңа сценарийлерін ашады. Мүмкін, алғашқы ғаламда мұндай “қаңғыбас” қара тесіктер галактикалардың пайда болуында күткеннен гөрі маңызды рөл атқарды.
Бұл қара тесіктер мен олардың галактикалары арасындағы кері байланысты түсінуге де әсер етеді. Белсенді ядролардың күшті шығарындылары галактикадан газды қыздыру немесе үрлеу арқылы жұлдыздардың пайда болу процесін реттей алады. Егер мұндай процестер тек орталықтарда ғана емес, периферияда да жүрсе, бұл ергежейлі галактикалар эволюциясының кейбір ерекшеліктерін түсіндіруі мүмкін.
Технологиялық жетістіктер жаңа көкжиектерді ашады
Бақылау әдістеріндегі революция
Екі жаңалық та деректерді талдаудың инновациялық тәсілдерінің арқасында мүмкін болды. Гравитациялық линзалау ғаламның өзін алып телескопқа айналдырады, бұл қазіргі заманғы аспаптардың мүмкіндіктері жетпейтін жерге қарауға мүмкіндік береді.
Әр түрлі эффектілерді біріктіру — күшті линзалау және микролензиялау — астрономдарға бұрын-соңды болмаған мүмкіндіктер береді. Бұл композиттік микроскопты қолдану сияқты, мұнда әр линза өзінің үлкейтуін қосады. Нәтиже кез-келген телескоптың мүмкіндіктерінен асып түседі.
Кезбе қара саңылауларды табу үшін мұрағаттық деректер мен көп толқынды бақылаулар маңызды рөл атқарады. Радиотелескоптардан, оптикалық шолулардан және рентгендік обсерваториялардан ақпаратты салыстыру объектінің толық бейнесін жасауға мүмкіндік береді.
Статистикалық әдістер және жасанды интеллект
Қазіргі астрономия деректердің үлкен массивтерін талдауға көбірек сүйенеді. Manga жобасы сияқты аспан шолулары миллиондаған нысандар туралы ақпарат жинайды. Олардың арасынан ерекше нәрсе табу-қуатты деректерді өңдеу алгоритмдерін қажет ететін міндет.
Машиналық оқыту үлкен каталогтардан ерекше нысандар рөліне үміткерлерді бөлуге көмектеседі. Бірақ түпкілікті растау әлі де мамандардың мұқият талдауын және әртүрлі құралдарда қосымша бақылауларды қажет етеді.
Болашақта бізді не күтіп тұр
Жаңа құралдар – жаңа мүмкіндіктер
“Джеймс Уэбб” ғарыштық телескопының ұшырылуы және жердегі алып телескоптардың құрылысы қара тесіктерді зерттеуге жаңа мүмкіндіктер ашады. Бұл құралдар аккрециялық дискілер мен тәждердің құрылымын, тіпті салыстырмалы түрде жақын объектілерде де егжей-тегжейлі зерттей алады.
Келесі буын гравитациялық-толқындық детекторлар аралық массалардың қара саңылауларының соқтығысуын “естуге” мүмкіндік береді, бұл олардың галактикалардың әртүрлі түрлеріндегі популяциясын түсінуге көмектеседі. Мүмкін, кезбе қара тесіктер бұрын ойлағаннан әлдеқайда көп болуы мүмкін.
Пәнаралық зерттеулер
Қара тесіктерді зерттеу барған сайын пәнаралық сипатқа ие болуда. Астрономдар жалпы салыстырмалылық, плазма физикасы, сандық модельдеу мамандарымен бірлесіп жұмыс істейді. Тек осы тәсіл күрделі бақылау деректерін түсіндіруге және нақты модельдер құруға мүмкіндік береді.
Кванттық гравитация теориясының дамуы оқиғалар көкжиегіне жақын процестерді түсінудің жаңа құралдарын бере алады. Әзірге бұл аймақ негізінен теориялық болып қала береді, бірақ бақылау деректері барған сайын егжей-тегжейлі болып келеді және жақын арада кванттық эффектілерді есепке алуды қажет етуі мүмкін.
Космология мен іргелі физикаға әсері
Қара тесіктер экстремалды физика зертханасы ретінде
Қара тесіктердің айналасы-физиканың ең батыл теориялары сыналатын табиғи зертханалар. Мұнда кеңістік пен уақыт біздің әдеттегі әлемдегідей әрекет етпейді. Ең күшті гравитациялық өрістер, релятивистік жылдамдықтар, кванттық әсерлер — мұның бәрі оқиға көкжиегінің айналасындағы шағын аймақта қатар өмір сүреді.
Тәж құрылымының егжей-тегжейлі өлшемдері күшті гравитациялық өрістердегі жалпы салыстырмалылықтың болжамдарын тексеруге көмектеседі. Әзірге барлық бақылаулар Эйнштейн теориясын қолдайды, бірақ өлшеу дәлдігі үнемі өсіп келеді.
Қараңғы материямен және қара энергиямен байланыс
Қара тесіктер космологиялық процестерде маңызды рөл атқаруы мүмкін. Олардың қоршаған затқа әсері, жұлдыздардың пайда болуын реттеу, энергия шығарындылары ғаламның ауқымды құрылымына әсер етеді.
Кейбір теориялар ерте ғаламда пайда болған алғашқы қара тесіктер қараңғы материяның бір бөлігін құрауы мүмкін деп болжайды. Әр түрлі массадағы қара саңылаулардың популяциясын анықтау мұндай гипотезаларды тексеруге көмектеседі.
Қорытынды
Екі жаңа жаңалық қара тесіктер туралы әлі білмейтінімізді көрсетеді. Бақылау технологиясындағы әрбір жетістік осы жұмбақ нысандардың жаңа аспектілерін ашады. Күн жүйесінің өлшеміндегі тәжді өлшеуден бастап, күтпеген жерлерде белсенді қара саңылауларды анықтауға дейін біздің ғарыш туралы түсінігіміз кеңейе береді.
Қара тесіктер физика оқулықтарындағы экзотикалық Нысандар болуды тоқтатады. Олар табиғаттың іргелі заңдылықтарын зерттеудің құралы, галактикалардың эволюциясын түсінудің кілті және, мүмкін, ашылуын күтіп тұрған жаңа физикаға терезе болады.
Алда бізді одан да таңғаларлық жаңалықтар күтіп тұр. Жыл сайын телескоптар күшейе түседі, талдау әдістері жетілдіріліп, Ғалам туралы түсінігіміз тереңдей түседі. Қара тесіктер, бұл ғарыштық құбыжықтар бізге тағы да көптеген құпияларды айтуға дайын.
Дереккөздер
- Live Science – “Astronomers accidentally use rare ‘double zoom’ to measure supermassive black hole’s corona for 1st time” – https://www.livescience.com
- Phys.org – “Astronomers confirm wandering black hole in nearby dwarf galaxy” – https://phys.org/news/2024-astronomers-wandering-black-hole-nearby.html
- arXiv – “A Jetted Wandering Massive Black Hole Candidate in a Dwarf Galaxy” (Yuanqi Liu, Tao An et al.) – https://arxiv.org/abs/2024.xxxxx
- Leiden University – Балықшы Матуштың жетекшілігімен зерттеу
- Shanghai Astronomical Observatory – Доктор Ань Таоның зерттеуі
Дисклеймер
Авторлардың пікірі редакцияның ұстанымымен сәйкес келмеуі мүмкін. Деректер ашық ғылыми дереккөздер негізінде берілген және жариялау сәтінде өзекті болып табылады.