Είμαστε όλοι συναρπασμένοι μαύρες τρύπες. Ρωτάμε τους αστρονόμους γι 'αυτούς, διαβάζουμε για αυτά τα νέα και εμφανίζονται σε τηλεοπτικές εκπομπές και ταινίες. Ωστόσο, για όλη μας την περιέργεια για αυτά τα κοσμικά θηρία, ακόμα δεν γνωρίζουμε τα πάντα γι 'αυτά. Παραβλέπουν τους κανόνες επειδή είναι δύσκολο να μελετήσουν και να εντοπίσουν. Οι αστρονόμοι εξακολουθούν να υπολογίζουν την ακριβή μηχανική του πώς σχηματίζονται αστρικές μαύρες τρύπες όταν πεθαίνουν μαζικά αστέρια.
Όλα αυτά γίνονται πιο σκληρά από το γεγονός ότι δεν έχουμε δει μια μαύρη τρύπα από κοντά. Το να πλησιάζουμε σε ένα (αν μπορούσαμε) θα ήταν πολύ επικίνδυνο. Κανείς δεν θα μπορούσε να επιβιώσει ακόμη και με μια στενή βούρτσα με ένα από αυτά τα τέρατα μεγάλης βαρύτητας. Έτσι, οι αστρονόμοι κάνουν ό, τι μπορούν για να τους κατανοήσουν από απόσταση. Χρησιμοποιούν φως (ορατά, ακτίνες Χ, ραδιόφωνο και υπεριώδη ακτινοβολία) που προέρχονται από την περιοχή γύρω από τη μαύρη τρύπα, για να κάνουν κάποιες πολύ σοβαρές αφαιρέσεις σχετικά με τη μάζα, την περιστροφή, το τζετ και άλλα χαρακτηριστικά. Στη συνέχεια, τροφοδοτούν όλα αυτά σε προγράμματα ηλεκτρονικών υπολογιστών που έχουν σχεδιαστεί για να διαμορφώνουν δραστηριότητα μαύρης τρύπας. Τα μοντέλα υπολογιστών που βασίζονται σε πραγματικά παρατηρητικά δεδομένα των μαύρων τρυπών τους βοηθούν να προσομοιώσουν το τι συμβαίνει στις μαύρες τρύπες, ειδικά όταν κάποιος αναβλύζει κάτι.
Τι μοντέλο υπολογιστών μας δείχνει
Ας πούμε ότι κάπου στο σύμπαν, στο κέντρο ενός γαλαξία όπως ο δικός μας Γαλαξίας, υπάρχει μια μαύρη τρύπα. Ξαφνικά, ένα έντονο φλας ακτινοβολία ξεσπάει από την περιοχή της μαύρης τρύπας. Τι έχει συμβεί? Ένα κοντινό αστέρι έχει περιπλανηθεί σε δίσκο πρόσκρουσης (ο δίσκος υλικού που σπείρει στη μαύρη τρύπα), διέσχισε το γεγονός ορίζοντα (το σημείο βαρύτητας που δεν επιστρέφει γύρω από μια μαύρη τρύπα), και σκίζεται από την έντονη βαρύτητα Τραβήξτε. Τα αστρικά αέρια θερμαίνονται καθώς το αστέρι είναι τεμαχισμένο. Αυτή η λάμψη ακτινοβολίας είναι η τελευταία επικοινωνία της με τον έξω κόσμο πριν χαθεί για πάντα.
Η υπογραφή ακτινοβολίας ειδοποίησης
Αυτές οι υπογραφές ακτινοβολίας είναι σημαντικές ενδείξεις για την ίδια την ύπαρξη μιας μαύρης τρύπας, η οποία δεν εκπέμπει καμία δική της ακτινοβολία. Όλη η ακτινοβολία που βλέπουμε προέρχεται από τα αντικείμενα και το υλικό γύρω από αυτήν. Έτσι, οι αστρονόμοι ψάχνουν για τις προειδοποιητικές υπογραφές ακτινοβολίας της ύλης που γκρεμίζονται από μαύρες τρύπες: ακτινογραφίες ή εκπομπές ραδιοσυχνοτήτων, καθώς τα γεγονότα που τα εκπέμπουν είναι πολύ ενεργητικά.
Αφού μελετήθηκαν μαύρες τρύπες σε μακρινούς γαλαξίες, οι αστρονόμοι παρατήρησαν ότι ορισμένοι γαλαξίες ξαφνικά φωτίζονται στους πυρήνες τους και αργότερα εξασθενίζουν. Τα χαρακτηριστικά του εκπεμπόμενου φωτός και ο χρόνος εξασθένισης ήρθε να είναι γνωστά ως υπογραφές δίσκων συσσώρευσης μαύρης τρύπας που τρώνε κοντινά αστέρια και σύννεφα αερίων, αποδίδοντας ακτινοβολία.
Τα δεδομένα κάνουν το μοντέλο
Με αρκετά δεδομένα σχετικά με αυτές τις εκρήξεις στις καρδιές των γαλαξιών, οι αστρονόμοι μπορούν να χρησιμοποιήσουν υπερυπολογιστές για να προσομοιώσουν τις δυναμικές δυνάμεις στην εργασία στην περιοχή γύρω από μια υπερμεγέθη μαύρη τρύπα. Αυτό που μας βρήκε μας λέει πολλά για το πώς λειτουργούν αυτές οι μαύρες τρύπες και πόσο συχνά ανάβουν οι γαλαξιακοί οικοδεσπότες τους.
Για παράδειγμα, ένας γαλαξίας όπως ο δικός μας Γαλαξίας με την κεντρική μαύρη τρύπα να μπορεί να βυθίζει κατά μέσο όρο ένα αστέρι κάθε 10.000 χρόνια. Η φωτοβολίδα της ακτινοβολίας από μια τέτοια γιορτή εξασθενεί πολύ γρήγορα. Έτσι, αν χάσουμε την παράσταση, ίσως να μην το ξαναδεί για πολύ καιρό. Αλλά υπάρχουν πολλοί γαλαξίες. Οι αστρονόμοι εξετάζουν όσο το δυνατόν περισσότερα για να αναζητήσουν εκρήξεις ακτινοβολίας.
Τα επόμενα χρόνια, οι αστρονόμοι θα κατακλυστούν από δεδομένα από έργα όπως το Pan-STARRS, το GALEX, το παθητικό εργοστάσιο Palomar και άλλες επερχόμενες αστρονομικές έρευνες. Θα εξελιχθούν εκατοντάδες γεγονότα στα σύνολα δεδομένων τους. Αυτό θα έπρεπε πραγματικά να ενισχύσει την κατανόησή μας για τις μαύρες τρύπες και τα αστέρια γύρω τους. Τα μοντέλα των ηλεκτρονικών υπολογιστών θα συνεχίσουν να διαδραματίζουν σημαντικό ρόλο στην προσπάθειά τους να συνεχίσουν τα μυστήρια αυτών των κοσμικών τεράτων.