Ֆիզիկոսները ներկայումս ապրում են սև խոռոչների մասին նոր գիտելիքների ոսկե դարաշրջան: 2015 թվականից հետազոտողները կարողացել են ազդանշաններ ստանալ անմիջապես սև անցքերից՝ օգտագործելով գրավիտացիոն ալիքների աստղադիտարան լազերային ինտերֆերոմետրով (ligo), մինչդեռ աստղադիտարանները, ինչպիսիք են Իրադարձությունների Հորիզոն աստղադիտակը (EHT), ստացեք առաջին պատկերները սև խոռոչի ստվերներ. Այս տարին բացառություն չէր. հետաքրքիր և եզակի արդյունքների թարմ բերքը ընդլայնեց սև խոռոչների մասին մեր գիտելիքների հորիզոնները: Այստեղ մենք նայում ենք 2020 թվականի ամենատպավորիչ հայտնագործություններին:
Իբրև հաստատելու, որ 2020 թվականը եղել է սև խոռոչների հետազոտության տարի, գիտության գլխավոր ձեռքբերումն է Նոբելյան մրցանակ - հոկտեմբերին պարգևատրվել է երեք ֆիզիկոսների, որոնց աշխատանքները լույս են սփռում այս առեղծվածային տիեզերական օբյեկտների կյանքի վրա:
Մեծ Բրիտանիայի Օքսֆորդի համալսարանից Ռոջեր Փենրոուզը ստացավ մրցանակի կեսը «հայտնագործության համար, որ սև խոռոչի ձևավորումը հարաբերականության ընդհանուր տեսության հիմնավոր կանխատեսում է», մինչդեռ Անդրեա Գուեսը Կալիֆորնիայի համալսարանից, Լոս Անջելեսը և Ռայնհարդ Հենզելը Բոննի համալսարանից։ և Գերմանիայի Մաքս Պլանկի այլերկրյա ֆիզիկայի ինստիտուտը կիսել են մյուս կեսը «մեր գալակտիկայի կենտրոնում գերզանգվածային կոմպակտ օբյեկտի հայտնաբերման համար», ասվում է Շվեդիայի Գիտությունների թագավորական ակադեմիայի հայտարարության մեջ: Անդրեա Գուեսը չորրորդ կինն է, ով արժանացել է ֆիզիկայի Նոբելյան մրցանակի՝ 1903 թվականին Մարի Կյուրիից, 1963 թվականին Մարիա Հեփերտ-Մայերից և 2018 թվականին Դոննա Սթրիքլենդից հետո։
ligo և նրա եվրոպական գործընկերը Կույս դիտարկել սև խոռոչները գրավիտացիոն ալիքների միջոցով տարածության ժամանակի հյուսվածքի մեջ, որոնք ձևավորվում են զանգվածային առարկաների տատանումների ժամանակ:
Հաստատություններում արդեն մի քանի տպավորիչ բացահայտումներ են արվել։ Սակայն մայիսին համագործակցությունը հայտարարեց, որ հայտնաբերել է պատմության մեջ սև խոռոչի հետ ամենամեծ բախումը: Դրանցից մեկը 85 անգամ մեծ է Արեգակի զանգվածից, իսկ մյուսը 66 անգամ մեծ է Արեգակի զանգվածից: Երբ նրանք իրար բախվում են, ձևավորում են սև անցք, որի զանգվածը գերազանցում է Արեգակի զանգվածը. 142 անգամ։ Բացի ռեկորդներ սահմանելուց, գտածոն առաջինն էր միջին զանգվածի սեւ խոռոչների այսպես կոչված «արգելված» գոտում։ Թեև աստղագետները տեսել են մեր Արեգակի չափով փոքր սև խոռոչներ և գիտեն, որ գալակտիկաների կենտրոններում գոյություն ունեն վիթխարի սև խոռոչներ, որոնք Արեգակի զանգվածից միլիոնավոր անգամներ են, սակայն ոչ ոք նախկինում չի գտել այս միջին միջակայքում սև անցքերի մասին ապացույցներ: Թե կոնկրետ ինչպես են դրանք ձևավորվել, մնում է առեղծված, որը գիտնականները ներկայումս փորձում են լուծել:
Կարճ ժամանակ անց Մեծ պայթյուն Տիեզերքը ներծծված էր տաք և բուռն ճառագայթմամբ։ Որոշ շրջաններում էներգիան այնքան խիտ էր, որ տեսականորեն ինքն իրեն փլուզեց՝ սև խոռոչ ձևավորելու համար:
Թեև ֆիզիկոսները դեռ չգիտեն, թե արդյոք դրանք գոյություն ունեն սկզբնական սև անցքեր (PCD), վերջերս նրանք մտածում էին, թե ինչ կարող էր լինել, եթե դրանք լինեին։ Մի քանի փաստաթղթեր, այդ թվում՝ նոյեմբերին հրապարակված մեկը, ենթադրում են, որ այս սև խոռոչները, որոնցից մի քանիսը կլինեն ավելի փոքր, քան մահացող աստղերից առաջացածները, կարող են լինել մութ նյութ՝ անհայտ նյութ, որը գրավիտացիոն ազդեցություն է թողնում ամբողջ տիեզերքի վրա: Առաջիկա տարիներին փորձարկումներ են անցկացվում PCD-ի որոնման համար, որոնք կամ կհաստատեն կամ կհերքեն դրանց գոյությունը։
Իսկ եթե վերցնեիք գալակտիկաների կենտրոններում գտնվող անհավանական զանգվածային սև խոռոչները և մեծացնեիք դրանք 11 գործակցով: Դա այն է, ինչ հետազոտողները առաջարկել են սեպտեմբերյան հոդվածում, որտեղ քննարկվում է «անհավանական մեծ սև խոռոչների» հնարավորությունը (սալիկներ).
Այս օբյեկտները կշռում են Արեգակի զանգվածից առնվազն 1 տրիլիոն անգամ, ինչը 10 անգամ ավելի է, քան ներկայումս հայտնի ամենամեծ սև խոռոչը, որը կոչվում է 66 միլիարդ արևային զանգված ունեցող հրեշ: ՏՈՆ 618. SLAB-ներից մի քանիսը կարող են ձևավորվել վաղ տիեզերքում՝ ստեղծելով նախնադարյան սև խոռոչների մեկ այլ դաս, ինչը նշանակում է, որ մենք կարող էինք տեսնել դրանց դրոշմը տիեզերական միկրոալիքային ֆոնի վրա, երբ մեր տիեզերքը ընդամենը 380 տարեկան էր: Մյուսներին կարելի է հայտնաբերել՝ նայելով, թե ինչպես են նրանք թեքում հեռավոր աստղերի լույսը, եթե մեր միջև սալաքար լինի: Այս հայեցակարգը դեռևս մնում է հիպոթետիկ, բայց այն ավելի մեծ ուշադրություն է գրավում:
LIGO և Virgo գործիքների կողմից հայտնաբերված զույգ սև խոռոչների մեծ մասը մոտավորապես նույն զանգվածն ունի: Բայց ապրիլին համագործակցությունը հայտարարեց, որ դիտում է ամենաասիմետրիկ աղետը.
Այն օբյեկտները, որոնք բախվել են մեզանից մոտ 2,4 միլիարդ լուսատարի հեռավորության վրա, ունեին մեր Արեգակից համապատասխանաբար մոտ 8 և 30 անգամ մեծ զանգված: Նման անսպասելի իրադարձությունը համարվում էր բավական հազվադեպ, որ գրավիտացիոն ալիքային կայանքները դա չնկատեին ընդամենը մի քանի տարի անց: Բացահայտումը մարտահրավեր է նետում այս ենթադրություններին և հուշում է հետազոտողներին դիտարկել հիերարխիկ միաձուլման հնարավորությունը, երբ մի սև խոռոչը բախվում է մյուսին, իսկ հետո առաջացած մնացորդը միաձուլվում է մեկ այլ սև խոռոչի հետ:
Երբ զանգվածային օբյեկտը մոտենում է սև խոռոչին որոշակի հեռավորության վրա, այնտեղ առկա ծայրահեղ գրավիտացիոն ուժերը կարող են պոկել առարկան նյութի երկար շղթաների մեջ, որոնք ցրվում են ամենուր:
Այս գործընթացը, որը խոսակցական լեզվով կոչվում է սպագետտացում, հազվադեպ է նկատվել, քանի որ սև խոռոչների մեծ մասը շրջապատված է գազի և փոշու քողարկված ամպով: Սակայն հոկտեմբերին Եվրոպական Հարավային աստղադիտարանի աստղագետներին հաջողվեց լուսանկարել Աստղի սպագետացում աննախադեպ մանրամասնությամբ՝ օգտագործելով և՛ Շատ մեծ աստղադիտակը, և՛ նոր տեխնոլոգիայի աստղադիտակը: Այս իրադարձությունը, որը հայտնի է որպես AT 2019 Qiz, հետազոտողներին հնարավորություն կտա պատկերացում կազմել նման երևույթների մասին և կօգնի նրանց ավելի լավ հասկանալ գրավիտացիան ծայրահեղ պայմաններում:
Ոչ ոք չի ցանկանում շատ մոտենալ սև խոռոչին: Բարեբախտաբար, տիեզերական Pac-Man-ը նկատվել է մայիսին, որը պտտվում է զույգ աստղերի շուրջ, որոնք հայտնի են որպես ՄՌ 6819, գտնվում է իր գործընկերներից աստղագիտական ապահով հեռավորության վրա։
Նոր սև խոռոչը թաքնված է Երկրից 1000 լուսատարի հեռավորության վրա՝ աստղադիտակի հարավային համաստեղությունում՝ երեք անգամ ավելի մոտ, քան նախորդ ռեկորդակիրը: Աստղագետները չեն կարող ուղղակիորեն դիտարկել սև խոռոչը, բայց կարողացել են եզրակացնել դրա առկայությունը՝ հիմնվելով այն բանի վրա, թե ինչպես է այն գրավիտացիոն կերպով ազդում համակարգի երկու այլ օբյեկտների վրա: Հարավային կիսագնդի դիտորդները կարող են անզեն աչքով տեսնել HR 6819 համակարգի աստղերը՝ նայելով աստղային աղյուսակին և դիտելով աստղադիտակի համաստեղությունը՝ Պավո համաստեղության սահմանի մոտ:
Որպեսզի սև խոռոչ ձևավորվի, նյութը և էներգիան պետք է փլուզվեն մինչև անսահման խտության մի փոքր կետ: Քանի որ նման անսահմանությունները պետք է ֆիզիկապես անհնարին լինեն, տեսաբանները վաղուց են փնտրում նման տարօրինակ արդյունքը շրջանցելու ճանապարհը:
Համաձայն լարերի տեսության, որը փոխարինում է բոլոր մասնիկներին և ուժերին ենթաատոմային, թրթռացող լարերով, սև անցքերը կարող են ավելի տարօրինակ բան լինել՝ հիմնարար լարերի խճճվածք, ինչպես մշուշոտ մանվածքը: Հոկտեմբերին մի ուսումնասիրություն ցույց տվեց, որ եթե նեյտրոնային աստղերի ատոմները՝ մի տեսակ աստղային մնացորդ, որը բավականաչափ խիտ չէ, որպեսզի ձևավորի սև խոռոչ, իրականում լինեին լարերի մի կապ, ապա այդ տողերն իրար սեղմելը իրականում չի ձևավորի սև խոռոչ, այլ՝ փափկամազ գնդիկ, որը նման կլինի մանվածքի վերոհիշյալ գնդին: Տարօրինակ գաղափարը դեռ ամբողջությամբ չի իրականացվել, սակայն այն անսահմանության հետ աշխատելու հնարավոր այլընտրանքներից մեկն է։
Ըստ ֆիզիկոսների՝ յուրաքանչյուր սեւ անցք պետք է շրջապատված լինի այսպես կոչված իրադարձությունների հորիզոն - սահման, որով, ընկնելով, երբեք դուրս չես գա: Այնուամենայնիվ, այն պահից, երբ սև խոռոչներն առաջին անգամ ենթադրվում էին, հետազոտողները կասկածի տակ էին դնում, թե արդյոք իրադարձությունների հորիզոնը խիստ անհրաժեշտ է:
Կարո՞ղ է լինել սև անցք առանց դրա, այսպես կոչված «մերկ» սև անցք? Սա կարող է վտանգավոր լինել, քանի որ ֆիզիկայի հայտնի օրենքները խախտվում են սև խոռոչի իրադարձությունների հորիզոնում, և մերկ սև խոռոչը չի կարող ապահովել այս պատնեշի պաշտպանությունը: Թեև տեսաբանների մեծամասնությունը կարծում է, որ մերկությունը սև խոռոչների համար արգելված է, նոյեմբերյան մի թերթում ասվում է, որ հաստատ փորձարկելու միջոց կա: Հնարքն այն է, որ տարբերություններ փնտրել ակրեցիոն սկավառակների կամ գազի և փոշու օղակների մեջ, որոնք ձևավորվել են սև խոռոչի սնուցման արդյունքում, ինչը կարող է ցույց տալ տեսանելի տարբերություն մերկ և սովորական սև անցքերի միջև:
Սև խոռոչի գիտնականների համար Սուրբ Ծնունդն այս տարի շուտ է եկել: Հոկտեմբերին LIGO դիտորդական համայնքը և նրա եվրոպական գործընկեր Կույսը թողարկեցին նոր մեծ կատալոգ տասնյակ գրավիտացիոն ալիքների ազդանշաններ, հայտնաբերվել է 2019 թվականի ապրիլից սեպտեմբեր ընկած ժամանակահատվածում։
39 իրադարձությունները ներառում էին մի շարք հետաքրքիր հայտնագործություններ, ինչպիսիք են զանգվածային սև խոռոչի միաձուլումը, որը հանգեցրեց 142 Արևի զանգվածի մնացորդին, ծայրահեղ միակողմանի իրադարձություն՝ Արևից մեծ առարկաների զանգվածներով և առեղծվածային օբյեկտ, որը հայտնվեց: լինել կամ փոքր սև խոռոչ, կամ մեծ նեյտրոնային աստղ: Հետազոտողները ոգևորված էին տվյալներից, որոնք ցույց տվեցին, որ օբյեկտները յուրաքանչյուր հինգ օրը մեկ ստանում են միջինը մեկ նոր ազդանշան և նախատեսում են օգտագործել այն՝ ավելի լավ հասկանալու սև խոռոչների միաձուլման պահվածքն ու հաճախականությունը:
Կարդացեք նաև.
Թողնել գրառում