սև խոռոչներ

Աստղաֆիզիկոսների միջազգային խումբը գտել է սև խոռոչների զանգվածների բաշխման մեջ տեսականորեն կանխատեսված բացի գոյության ամուր ապացույցներ։.

Այս մասին հաղորդում է N+1 գիտական ​​հրատարակությունը՝ հղում անելով Nature ամսագրում հրապարակված հոդվածին։ Հայտնագործությունը հաստատում է վաղուց ի վեր շրջանառվող այն վարկածները, որ որոշակի զանգված ունեցող աստղերը չեն կարող իրենց հետևից թողնել կոմպակտ մարմիններ՝ ամբողջությամբ ոչնչացնելով իրենց հզոր ջերմամիջուկային պայթյունների ժամանակ։

«Զույգերի անկայունության» մեխանիզմը

Աստղային էվոլյուցիայի ժամանակակից տեսությունների համաձայն՝ սև խոռոչների զանգվածային բաշխման անկում պետք է լինի 50-ից 130 արեգակնային զանգվածների միջև։ Այս երևույթը բացատրվում է գերզանգվածային նախորդ աստղերի միջուկներում (100-ից 260 արեգակնային զանգված) տեղի ունեցող գործընթացներով։ Նրանց կյանքի վերջում գամմա ճառագայթների փոխազդեցությունը մասնիկների հետ առաջացնում է էլեկտրոն-պոզիտրոնային զույգեր, որոնք կտրուկ նվազեցնում են ճառագայթման ճնշումը և հանգեցնում միջուկի գրավիտացիոն փլուզման։.

Այս գործընթացը մեկնարկում է երկու փուլերից մեկը՝

• Լիակատար ոչնչացում. Հզոր ջերմամիջուկային պայթյունը լիովին քայքայում է աստղի նյութը՝ չթողնելով ոչ մի սև անցք։
• Ցիկլիկ զանգվածի կորուստ. Աստղը անցնում է մի շարք պայթյունների միջով, թափելով իր թաղանթները և, ի վերջո, ձևավորելով սև անցք «արգելված» գոտու ստորին սահմանի մոտ։

Տվյալների վերլուծության նոր մոտեցում

Տորոնտոյի համալսարանի Մայա Ֆիշբախի գլխավորած թիմը վերլուծել է LIGO, Virgo և KAGRA դետեկտորների կողմից հայտնաբերված սև խոռոչների միաձուլման 153 դեպք: Այս ուսումնասիրության հիմնական առանձնահատկությունն այն էր, որ այն կենտրոնացած էր զույգերի երկրորդային (ավելի քիչ զանգվածային) բաղադրիչների զանգվածների վրա, այլ ոչ թե առաջնային (ավելի ծանր) բաղադրիչների: Գիտնականները օգտագործել են Բայեսյան հիերարխիկ մոդելավորում՝ կեղծ դրականների հավանականությունը նվազագույնի հասցնելու համար:.

Արդյունքները ցույց տվեցին, որ մինչ առաջնային սև խոռոչների զանգվածային բաշխումը թվում է անընդհատ, երկրորդային մարմինների համար նկատվում է հստակ անընդհատություն։ 90 տոկոս հավանականությամբ, այս բացի սահմանները գտնվում են 44 և 116 արեգակնային զանգվածների վրա։ Այս արժեքները գրեթե կատարելապես համապատասխանում են զույգ-անկայուն գերնոր աստղերի մաթեմատիկական մոդելներին։.

Պտտումը որպես ակնարկ

Տեսության հետագա հաստատումը ստացվեց սև խոռոչների սպինների (պտտման արագությունների) վերլուծությունից: Հետազոտողները պարզեցին, որ այն մարմինները, որոնք ընկնում են «արգելված» զանգվածի սահմաններում, զգալիորեն ավելի արագ են պտտվում, քան իրենց ուղեկիցները: Սա ցույց է տալիս, որ նման ծանր սև խոռոչները միայնակ աստղերի էվոլյուցիայի ուղղակի արդյունք չեն, այլ առաջացել են այլ սև խոռոչների նախորդ միաձուլումներից:.

Gaia տիեզերական աստղադիտարանը Ծիր Կաթինում անսովոր երևույթ է հայտնաբերել. Պալոմար 5 աստղային հոսքի կենտրոնում կարող է թաքնված լինել ավելի քան 100 աստղային զանգված ունեցող սև խոռոչներից բաղկացած խումբ, հաղորդում է NakedScience-ը

Այս մասին հայտնում են հետազոտողները, որոնք վերլուծել են գալակտիկայի եռաչափ քարտեզագրման տվյալները: Պալոմար 5-ը աստղերի հոսք է, որը ձգվում է 30,000 լուսային տարի լայնությամբ և գտնվում է Երկրից մոտավորապես 80,000 լուսային տարի հեռավորության վրա:.

Գնդաձև կլաստերները, որոնց թվում է նաև Պալոմար 5-ը, համարվում են վաղ տիեզերքի «բրածոներ»։ Սովորաբար խիտ և գնդաձև լինելով՝ դրանք պարունակում են 100,000-ից մինչև մեկ միլիոն հին աստղ և արժեքավոր տեղեկություններ են տալիս գալակտիկաների և մութ նյութի պատմության մասին։ Այնուամենայնիվ, Պալոմար 5-ը առանձնանում է. այն ունի աստղերի նոսր բաշխում և երկար մակընթացային հոսք, որը տարածվում է երկնային ոլորտի ավելի քան 20 աստիճանի վրա։.

Մոդելը, որը փոխեց ընկալումը

Բարսելոնայի համալսարանի աստղաֆիզիկոս Մարկ Ջիլեսը բացատրեց. «Մենք չգիտենք, թե ինչպես են ձևավորվում այս հոսքերը, բայց մեկ կարծիք կա, որ դրանք խաթարված աստղային կույտեր են»։ Գիտնականները մանրամասն N-մարմինների մոդելավորումներ են անցկացրել՝ հաշվարկելով յուրաքանչյուր աստղի ուղեծրերը և էվոլյուցիան։ Սիմուլյացիաներում ներառվել են նաև սև խոռոչներ, քանի որ դրանց հետ գրավիտացիոն փոխազդեցությունները կարող են աստղեր «դուրս մղել» կույտից։ Արդյունքը անսպասելի էր։ Պալոմար 5-ում այսօր դիտարկված կառուցվածքը ստանալու համար անհրաժեշտ են զգալիորեն ավելի շատ սև խոռոչներ, քան նախկինում կարծում էին։ Ըստ Ջիլեսի՝ «սև խոռոչների քանակը մոտ երեք անգամ ավելի մեծ է, քան սպասվում էր՝ կախված կույտի աստղերի քանակից, ինչը նշանակում է, որ կույտի ընդհանուր զանգվածի ավելի քան 20 տոկոսը սև խոռոչներ են»։ Այս սև խոռոչներից յուրաքանչյուրն ունի մոտ 20 արեգակնային զանգված և ձևավորվել է կույտի պատմության վաղ շրջանում գերնոր աստղերի պայթյունների արդյունքում։.

Աստղակույտի ճակատագիրը և սև խոռոչների որոնումը

Մոդելները ենթադրում են, որ մոտ մեկ միլիարդ տարի անց Պալոմար 5-ը լիովին կքայքայվի։ Մինչև վերջնական անհետացումը, կմնա գալակտիկայի կենտրոնի շուրջ պտտվող սև խոռոչների գործնականում «մաքուր» կույտ։ Սա նշանակում է, որ նմանատիպ ճակատագիր կարող է սպասվել նաև այլ գնդաձև կույտերին։ Կարդիֆի համալսարանի աստղաֆիզիկոս Ֆաբիո Անտոնինին նշել է. «Ենթադրվում է, որ կրկնակի սև խոռոչների միաձուլումների մեծ մասը տեղի է ունենում աստղային կույտերում»։ Հիմնական խնդիրն այն է, որ մենք չենք կարող անմիջապես տեսնել սև խոռոչները։ Նոր մեթոդը թույլ է տալիս մեզ գնահատել դրանց քանակը՝ հիմնվելով նրանց կողմից ժայթքված աստղերի վրա։ Այսպիսով, Պալոմար 5-ը դառնում է բանալին՝ հասկանալու համար, թե որտեղ փնտրել սև խոռոչների ապագա բախումները և միջանկյալ զանգվածի մարմինների հազվագյուտ դասը։.

Նեյտրոնային աստղի մեկ թեյի գդալը կշռում է միլիարդավոր տոննա։ Երբ երկու նման գերխիտ մարմիններ բախվում են, դրանք ոչ միայն ստեղծում են հզոր գրավիտացիոն ալիքներ, այլև թողնում են մշտական ​​սպի տարածաժամանակի հյուսվածքում։.

հաղորդում է Physical Review Letters-ում հրապարակված գիտնականների միջազգային խմբի ուսումնասիրությունը ուսումնասիրում է այսպես կոչված գրավիտացիոն ալիքային հիշողության էֆեկտը: Նեյտրոնային աստղերը ձևավորվում են գերնոր աստղի պայթյունից հետո: Այս կոմպակտ օբյեկտները, որոնք մոտավորապես 20 կիլոմետր տրամագծով են և ավելի մեծ զանգված ունեն, քան Արեգակը, պարունակում են մինչև սահմանը սեղմված նյութ. ատոմները քայքայվում են, և նյութը գրեթե ամբողջությամբ բաղկացած է նեյտրոններից: Երբ երկու նման աստղ մոտենում են միմյանց, համակարգը սկսում է արձակել գրավիտացիոն ալիքներ, որոնք արդեն հայտնաբերվել են LIGO և Virgo դետեկտորների կողմից:

Հիշողության էֆեկտ՝ ալիք, որը երբեք չի անհետանում

Սովորաբար, գրավիտացիոն ալիքը ձգվում և սեղմվում է տարածության մեջ, որից հետո ամեն ինչ վերադառնում է իր սկզբնական վիճակին: Սակայն Այնշտայնի տեսությունը կանխատեսում է մեկ այլ բան. ալիքի անցումից հետո կարող է մնալ փոքր, բայց մշտական ​​տեղաշարժ: Դետեկտորի մեջ գտնվող մասնիկները ճշգրիտ չեն վերադառնում իրենց սկզբնական դիրքերին: Այս մնացորդային հետքը կոչվում է հիշողության էֆեկտ:.

Առաջին նման հաշվարկները կատարվել են Յակով Զելդովիչի և Ալեքսանդր Պոլնարևի կողմից 1974 թվականին: Հետագայում Դեմետրիոս Քրիստոդուլոուն ցույց տվեց, որ Այնշտայնի հավասարումների ոչ գծայինությունը ուժեղացնում է այս էֆեկտը: Ժամանակակից հետազոտությունները ավելացրել են նոր աղբյուրներ՝ էլեկտրամագնիսական ճառագայթում և նեյտրինոների հոսք:.

Մագնիսական դաշտեր, նեյտրինոներ և ազդանշանի 50 տոկոսը

Իլինոյսի համալսարանի, Աթենքի ակադեմիայի, Վալենսիայի համալսարանի և Մոնտկլերի պետական ​​համալսարանի գիտնականները մոդելավորել են տարբեր զանգվածներով, վիճակի հավասարումներով և մագնիսական դաշտի կոնֆիգուրացիաներով նեյտրոնային աստղերի միաձուլումը: Նրանք առանձին-առանձին հաշվի են առել նեյտրինոների և բարիոնային նյութի արտանետումը՝ յուրաքանչյուր գործոնի ներդրումը հասկանալու համար:.

Պարզվեց, որ մագնիսական դաշտերը, նեյտրինոները և արտանետված նյութը կազմում են ընդհանուր գրավիտացիոն հիշողության 15-ից 50 տոկոսը։ Ավելին, ավելի ուժեղ մագնիսական դաշտը միշտ չէ, որ նշանակում է ավելի մեծ ազդեցություն. որոշ դեպքերում մագնիսացված համակարգերը ցույց են տվել ավելի փոքր զուտ հիշողություն։ Սև խոռոչներից տարբերվող նեյտրոնային աստղերը կարող են հիշողություն կուտակել ավելի երկար ժամանակ հիմնական բախումից հետո։.

Այս էֆեկտի դիտարկումը կլիներ ընդհանուր հարաբերականության տեսության կարևոր փորձություն: Հիշողության հայտնաբերումը կտրամադրեր տեղեկատվություն նեյտրոնային աստղի զանգվածի, ներքին կառուցվածքի և մագնիսական դաշտի մասին: Գրավիտացիոն ալիքների դետեկտորները կկարողանային արդյունավետորեն հետազոտել գերխիտ նյութը, որը անհասանելի է լաբորատոր փորձերի համար: Չնայած սա միայն առաջին քայլն է, գիտնականները հույս ունեն, որ ապագա դիտարկումները կբացահայտեն տիեզերքում այս «սպին»:.

Հրապարակված համաձայն ՝ հնդիկ աստղագետները հայտնաբերել են 53 նոր հսկա ռադիոքվազարներ։

Այս օբյեկտները արձակում են մինչև 7.2 միլիոն լուսային տարի երկարությամբ պլազմայի շիթեր՝ մեր գալակտիկայի տրամագծի 68 անգամ մեծ։.

Տասնյակ Ծիր Կաթինի չափի շիթեր

Քվազարները ակտիվ գալակտիկական միջուկներ են, որոնց կենտրոններում կան սև խոռոչներ։ Դրանք պլազմայի հոսքեր են արձակում գրեթե լույսի արագությամբ։ Դրանց հայտնաբերումը հնարավոր դարձավ GMRT աստղադիտակի կողմից իրականացված TGSS հետազոտության շնորհիվ, որը ծածկել է երկնքի մոտավորապես 90%-ը։.

«Այս ռադիոճառագայթների չափերը անհամեմատելի են մեր գալակտիկայի հետ», - ասում է Սուվիկ Մանիկը՝ նշելով, որ այդ ճառագայթների երկարությունը «Ծիր Կաթինի տրամագծի 20-50 անգամ մեծ է»։.

Աստղագետները ուսումնասիրել են այս շիթերի ասիմետրիան։ Սուշանտա Կ. Մոնդալը բացատրեց. «Մի կողմից շիթը կարող է բախվել խիտ ամպերի հետ, մինչդեռ մյուս կողմից այն ազատորեն ընդարձակվում է»։ Հեռավոր քվազարները ցուցաբերում են ամենաուժեղ ասիմետրիան։.

Ազդեցությունը տիեզերքի վրա

Սաբյասաչի Պալի խոսքերով՝ հսկա քվազարները մեզ օգնում են հասկանալ դրանց էվոլյուցիայի ուշ փուլերը։ Դրանց հսկայական ռադիոբլթակները թույլ են տալիս մեզ հետազոտել նոսր միջգալակտիկական գազը հսկայական հեռավորությունների վրա։.

Գիտնականները կարծում են, որ նման դիտարկումները բացահայտում են գերզանգվածային սև խոռոչների շուրջ տեղի ունեցող գործընթացները և օգնում են մեզ հասկանալ Տիեզերքի կառուցվածքը: Աշխատանքը ցույց է տալիս, թե ինչպես են քվազարները ազդում գալակտիկաների աճի և մահվան վրա:.