Які практичні міркування щодо заднього радіоастрономічного виявлення чорних дір?


17

Очевидно, що пряме спостереження за чорною дірою для астронома-аматора, наприклад, описане для того, що роблять професіонали у питанні "Як виявляються чорні діри?" Це було б майже неможливо, тому спостереження ґрунтувалися б на їх впливі навколишньої речовини (зокрема, накопичувальних дисків та струменів) та більш ймовірного виявлення радіаційних сигналів.

З огляду на те, що місця знаходження багатьох чорних дір відомі, які практичні міркування слід врахувати задньому дворовому радіоастроному, щоб спробувати виявити чорні діри?

Аматорське радіоастрономічне виявлення пульсарів та вибухів гамма-променів обговорюється практично у Вступі до радіоастрономії (Товариства радіоастрономів). Це питання полягає в тому, щоб зрозуміти, які практичні міркування знадобляться для поширення цих методів на виявлення чорних дір.


Я б сказав, що поля помилок занадто великі, щоб побачити будь-яку цікаву поведінку, яку демонструють члени БГ. Наприклад, Cyg A, ймовірно, просто був би великою радіовипромінювальною плівкою, і часточки не були б помітні.
Manishearth

@Manishearth ви можете отримати посилання і написати це як відповідь?

Відповіді:


4

Поле дозвіл / помилка. Радіоастрономія завжди перешкоджала роздільній здатності, оскільки вона обернено пропорційна розміру телескопа, а виготовлення більших телескопів (навіть з інтерферометрією) не завжди є простим. Жодна кількість сучасної технології не може замінити великий ефективний діаметр. (Коли я кажу, що я ефективний, я включаю сюди інтерферометрію; в будь-якому випадку потрібна велика площа для розвитку)

Давайте подивимось на початковий документ Ребера 1, де він вперше склав карту неба:

введіть тут опис зображення

На діаграмі зліва, зверху вниз, три піки в карті контуру є Кассіопея А , Лебідь , і , нарешті , Sgr A . Останні два мають походження чорної діри, перша - залишок наднової.

Роздільна потужність телескопа Ребера, здається, становила 6 градусів, і він був діаметром 31,4 фута (і він зосередився на довжині хвилі 1,9 м).

Тепер, за критерієм Релея, кутова роздільна здатність пропорційна довжині хвилі, поділеній на діаметр. Як вже згадувалося раніше, це головний обмежуючий фактор для радіоастрономів, і це те, що перешкоджає радіоастрономам-любителям робити великі телескопи - любителі зазвичай не мають ні десятин, ні землі, на якій можна було б побудувати хороший інтерферометр (не кажучи вже про точність), і єдиного -людські телескопи любитель не може зробити занадто великим. Можна помітити, що я цитую тут досить старі спостереження, на старих телескопах; однак враховуючи, що радіоастрономічна технологія не змінилася майже настільки, як розміри , слід порівнювати телескопи-аматори з меншими телескопами минулого.

Тепер Cyg A був першим, хто був ідентифікований як чорна діра, хоча водночас було виявлено радіояскравість Sgr A. З цієї причини я зосереджую решту мого аналізу на Cyg A, тому що, безумовно, є підставою вважати, що перші підтверджені БГ з яскравих радіо джерел мали б більш помітні показники, що це чорна діра.

Давайте подивимось на Cyg A з кращою роздільною здатністю:

введіть тут опис зображення

(З цієї статті 2 , використовуючи масив 5 км )

Зауважте, що чорна крапка в центрі - це фактична галактика (ймовірно, оптична фотографія, накладена на контурну карту).

Ми можемо бачити, що часточки шириною менше хвилини. (Фактична галактика шириною близько 50 арсекунд )

Мені найцікавіше, що тут хотілося б побачити - це газові струмені, що надходять із центральної галактики. Як уже згадувалося в моїй обороні тут , ці радіовипромінювальні струменя газу знаходяться в постійній лінії через тисячі світлових років, що свідчить про те , що вони приходять від якого - то космічного гіроскоп , який був стійким дуже довго. Однак навіть за допомогою телескопа Райла 1969 року люди не змогли сфотографувати їх; лише незначний натяк на їх існування із форми часточок.

Гаразд, так що жодних газових струменів. Що ще може вказувати на чорну діру? Вони могли самі спробувати подивитися на часточки. Вони не вказують безпосередньо на існування чорної діри, але їх форма натякає на те, що вони формуються із струменів (це значною мірою в ретроспективі).

Однак з розмірами часток, менших за дугову хвилину, аматор також не може потрапити сюди. Цілком можливо, що дійсно хороший аматорський телескоп просто встиг би помітити, що є дві часточки, але не багато іншого, наскільки я можу сказати.

Іншими цікавими бітами була б сама центральна галактика, але вона занадто мала. В оптичній області може бути шанс побачити "стикаються галактики" Бааде (це виглядає лише як пари галактик, що стикаються). Гравітаційні ефекти (лінзування тощо) дійсно видні лише в оптичному і поза його межами, для того, щоб його було видно в радіо, нам би пощастило і величезний радіоджерело пройшло за Cyg A - це не відбудеться незабаром.


Я майже впевнений, що подібний аналіз спрацює для Sgr A або будь-якого іншого кандидата в чорну діру; газових струменів було б занадто мало для аматорської радіочастотної роздільної здатності, а гравітаційні ефекти чорної діри добре працювали б лише на оптичних та рентгенівських частотах.

1. Ребер, Г. (1944). Космічна статична. Астрофізичний журнал , 100, 279.

2. Міттон, С., Ріл, М. (1969). Спостереження високої роздільної здатності Cygnus A на 2 7 ГГц і 5 ГГц. Щомісячні повідомлення Королівського астрономічного товариства , 146, 221.


1

Ще одна проблема для аматора, який шукає чорні діри, полягає в тому, що підпис чорної діри, що надходить у формі безперервного або сплеску рентгенівських та гамма-променів, не може спостерігатися з поверхні Землі, оскільки атмосфера (на щастя ) захищає нас від подібних речей.

Прозорість атмосфери Землі до ЕМ-спектру

Тож саме тому вам потрібно їхати в космосі або на поверхню планети без атмосфери (Місяць був би підходящим, і Марс повинен це робити, оскільки атмосферний тиск становить 6 мілібарів і космічні промені надходять далеко до поверхні, порівняно з 700-1000 мілібарів на Землі на рівні моря) або надсилайте свій космічний телескоп, наприклад, подібний

http://xmm.esac.esa.int/ XMM Ньютон

http://chandra.harvard.edu/

і особливо

http://www.nasa.gov/mission_pages/nustar/main/index.html

Нустар - доставка рентгенівських товарів.

Використовуючи наш веб-сайт, ви визнаєте, що прочитали та зрозуміли наші Політику щодо файлів cookie та Політику конфіденційності.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.