Текст уведомления здесь

Физики научились различать сверхкомпактные звезды и черные дыры

Ученые из Московского физико-технического института (МФТИ) и других московских институтов показали, что черные дыры можно отличить от сверхкомпактных массивных звезд по энергетическим спектрам частиц, которые пролетают неподалеку. Классифицировать эти объекты с помощью других средств наблюдения считается невозможным.
Добавить в закладки
Комментарии
Черные дыры возникают в результате гравитационного коллапса массивных звезд, истративших все свое термоядерное горючее и потому схлопывающихся под действием гравитации, которую уже не сдерживают силы газового давления.

Некоторые астрофизики считают, что таким же образом могут образовываться и компактные массивные объекты — звезды, чей размер лишь немного превышает радиус Шварцшильда
. Так называют предельный размер области вокруг объекта, покинуть которую вследствие колоссальной гравитации не может даже свет. Компактные массивные объекты должны быть внешне неотличимы от черных дыр, и поэтому не исключено, что сейчас черные дыры и сверхкомпактные массивные звезды часто путают друг с другом.

Российские физики из МФТИ, Института теоретической и экспериментальной физики и Высшей школы экономики теоретически описали поведение частиц с нулевым спином (например, бозонов Хиггса) в окрестностях черных дыр и массивных компактных объектов и вычислили их энергетические спектры. Оказалось, что вблизи поверхности сверхкомпактной звезды есть область пространства, где частицы попадают в гравитационную «ловушку» — потенциальную яму, из которой они не могут выбраться.

Энергетический спектр частиц в потенциальной яме всегда дискретен, то есть частицы в ней обладают только строго определенными значениями энергий из какого-то конечного набора. В случае же черной дыры вблизи сферы Шварцшильда никаких потенциальных ям не возникает и спектр частиц остается непрерывным.

«Мы рассеиваем пучок частиц на неком объекте, смотрим на спектр и хотим понять, что перед нами — черная дыра или компактный объект. И если мы видим, что в спектре нет дискретных уровней, то это черная дыра, а если есть — то это компактный объект. Хотя мы сделали свою работу для бесспиновых частиц, можно предположить, что так же будет вести себя и спектр других типов частиц», — говорит один из авторов работы, сотрудник лаборатории физики высоких энергий МФТИ Федор Попов. Ученый отмечает, что это лишь теоретическая работа, и технических средств наблюдать спектры частиц в окрестностях возможных черных дыр пока нет.

Статья ученых опубликована в журнале Physical Review D.

Существует множество кандидатов в черные дыры: например, большинство исследователей уверено, что в центре нашей Галактики находится сверхмассивная черная дыра. Однако прямых наблюдений черных дыр у астрофизиков пока нет, а одним из самых мощных косвенных подтверждений их существования стала недавняя регистрация гравитационных волн. Сигналы такой природы и интенсивности, по расчетам, могут излучить только сливающиеся черные дыры.
Добавить в закладки
Комментарии
Вам понравилась публикация?
Расскажите, что вы думаете, и мы подберем подходящие материалы