شراره های سیاهچاله دودویی فوق العاده OJ 287 بر «قضیه بدون مو» محدودیت ایجاد می کند.

ناسا رصدخانه مادون قرمز اسپیتزر اخیراً شعله نور را از دوتایی غول پیکر مشاهده کرده است سیاه چاله سیستم OJ 287، در بازه زمانی تخمینی پیش بینی شده توسط مدل توسعه یافته توسط اخترفیزیکدانان. این مشاهدات جنبه های مختلف نسبیت عام، "قضیه بدون مو" را آزمایش کرده و ثابت کرده است که OJ 287 در واقع منبع مادون قرمز است. امواج گرانشی.

La OJ 287 کهکشان، واقع در صورت فلکی سرطان در فاصله 3.5 میلیارد سال نوری از زمین، دارای دو است سیاه چاله ها - بزرگتر با بیش از 18 میلیارد برابر توده از خورشید و گردش به دور آن کوچکتر است سیاه چاله با حدود 150 میلیون برابر خورشیدی توده، و یک باینری را تشکیل می دهند سیاه چاله سیستم. در حین چرخش به دور بزرگتر، کوچکتر سیاه چاله از طریق دیسک برافزایشی عظیم گاز و غبار که همراه بزرگتر خود را احاطه کرده است برخورد می کند و برقی از نور درخشان تر از یک تریلیون ایجاد می کند. ستاره ها.

کوچکتر سیاه چاله هر دوازده سال دو بار با دیسک برافزایشی دیسک بزرگتر برخورد می کند. با این حال، به دلیل مستطیلی نامنظم آن مدار (که در اصطلاح ریاضی شبه کپلاری نامیده می شود، همانطور که در شکل زیر نشان داده شده است)، شعله ها می توانند در زمان های مختلف ظاهر شوند - گاهی اوقات به فاصله یک سال. در مواقع دیگر، به فاصله 10 سال (1). چندین تلاش برای مدل سازی مدار و پیش‌بینی زمان وقوع شعله‌ها ناموفق بود تا اینکه در سال 2010، اخترفیزیکدانان مدلی را ایجاد کردند که می‌توانست وقوع آنها را با خطای یک تا سه هفته پیش‌بینی کند. دقت مدل با پیش‌بینی ظهور یک شراره در دسامبر 2015 تا سه هفته نشان داده شد.

یکی دیگر از اطلاعات مهمی که در ساخت یک نظریه موفق باینری وارد شد سیاه چاله سیستم OJ 287 این واقعیت است که بسیار بزرگ است سیاه چاله ها می تواند منابع باشد امواج گرانشی - که پس از مشاهده آزمایشی ایجاد شده است امواج گرانشی در سال 2016، در طی ادغام دو ابر عظیم تولید شد سیاه چاله ها. پیش بینی شده است که OJ 287 منبع مادون قرمز باشد امواج گرانشی (2).

در سال 2018، گروهی از اخترفیزیک‌دانان مدلی حتی دقیق‌تر ارائه کردند و ادعا کردند که می‌توانند زمان شراره‌های آینده را ظرف چند ساعت پیش‌بینی کنند (3). بر اساس این مدل، شعله ور شدن بعدی در 31 جولای 2019 رخ می دهد و زمان با خطای 4.4 ساعت پیش بینی می شود. همچنین روشنایی شعله ناشی از ضربه را که در آن رویداد رخ می دهد، پیش بینی کرد. این رویداد ضبط و تایید شد ناسا اسپیتزر فضا تلسکوپ (4) که در ژانویه 2020 بازنشسته شد. برای رصد رویداد پیش بینی شده، اسپیتزر تنها امید ما بود زیرا این شعله توسط هیچ تلسکوپ دیگری بر روی زمین یا در زمین قابل مشاهده نبود. مدارهمانطور که خورشید در صورت فلکی سرطان قرار داشت و OJ 287 و زمین در دو طرف آن قرار داشت. این مشاهدات همچنین ثابت کرد که OJ 287 منتشر می کند امواج گرانشی در طول موج مادون قرمز، همانطور که پیش بینی شد. بر اساس این نظریه پیشنهادی، شعله ور شدن ناشی از ضربه از OJ 287 انتظار می رود در سال 2022 رخ دهد.

مشاهدات این شعله‌ها محدودیتی برایبدون قضیه مو” (5,6،XNUMX) که بیان می کند در حالی که سیاه چاله ها سطوح واقعی ندارند، در اطراف آنها مرزی وجود دارد که هیچ چیز - حتی نور - نمی تواند از آن بگریزد. این مرز افق رویداد نامیده می شود. این قضیه همچنین فرض می‌کند که ماده‌ای که سیاه‌چاله را تشکیل می‌دهد یا در حال سقوط در آن است، در پشت سیاه‌چاله ناپدید می‌شود. سیاه چاله افق رویداد و بنابراین برای ناظران خارجی برای همیشه غیر قابل دسترس است، که نشان می دهد سیاه چاله ها "بدون مو". یکی از پیامدهای فوری قضیه این است که سیاه چاله ها را می توان به طور کامل با آنها مشخص کرد توده، بار الکتریکی و اسپین ذاتی. به گفته برخی از دانشمندان، این لبه بیرونی سیاه‌چاله، یعنی افق رویداد، می‌تواند ناهموار یا نامنظم باشد، بنابراین با «قضیه بدون مو» در تضاد است. با این حال، اگر کسی باید درستی «قضیه بدون مو» را اثبات کند، تنها توضیح قابل قبول این است که توزیع جرم ناهموار سیاهچاله بزرگ باعث تحریف فضا در اطراف آن به گونه ای که منجر به تغییر مسیر کوچکتر شود سیاه چاله، و به نوبه خود زمان بندی را تغییر دهید سیاه چاله ها برخورد با دیسک برافزایش در آن خاص مدار، در نتیجه باعث تغییر در زمان ظهور شراره های مشاهده شده می شود.

همانطور که انتظار می رود ، سیاه چاله ها بررسی آنها سخت است از این رو، همانطور که به جلو می رویم، مشاهدات تجربی بیشتری در مورد سیاه چاله پیش از تأیید صحت «قضیه بدون مو»، باید تعاملات، با محیط اطراف و همچنین با دیگر سیاهچاله‌ها مورد مطالعه قرار گیرد.

***

منابع:

1. والتونن وی.، زولا اس.، و همکاران. 2016، "چرخش اولیه سیاهچاله در OJ287 همانطور که توسط شعله صد ساله نسبیت عام تعیین شد"، Astrophys. جی.لت. 819 (2016) شماره 2، L37. DOI: https://doi.org/10.3847/2041-8205/819/2/L37
2. Abbott BP.، و همکاران. 2016. (LIGO Scientific Collaboration و Virgo Collaboration)، "مشاهده امواج گرانشی از ادغام سیاهچاله دوتایی"، فیزیک. کشیش لِت 116, 061102 (2016). DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.116.061102
3. دی ال.، والتونن ام جی.، گوپاکومار آ. و همکاران 2018. "تأیید اعتبار وجود یک سیاهچاله دودویی نسبیتی عظیم در OJ 287 با استفاده از شعله صد ساله نسبیت عام: پارامترهای مداری بهبود یافته" اخترفیزیک. J. 866، 11 (2018). DOI: https://doi.org/10.3847/1538-4357/aadd95
4. لین اس.، دی ال.، و همکاران 2020. "مشاهدات اسپیتزر از شعله پیش بینی شده ادینگتون از Blazar OJ 287". Astrophysical Journal Letters, vol. 894، شماره 1 (2020). DOI: https://doi.org/10.3847/2041-8213/ab79a4
5. Gürlebeck, N., 2015. "قضیه بدون مو برای سیاهچاله ها در محیط های اخترفیزیکی" Physical Review Letters به 114، 151102 (2015). DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.114.151102
6. هاوکینگ استیون دبلیو، و همکاران 2016. موهای نرم در سیاهچاله ها. https://arxiv.org/pdf/1601.00921.pdf

***