Очевидно, прямое наблюдение за черной дырой для астронома-любителя, такое как описано для того, что профессионалы делают в вопросе «Как найти черные дыры?» было бы почти невозможно, поэтому наблюдения будут основываться на их влиянии окружающего вещества (в частности, аккреционных дисков и струй) и более вероятном обнаружении сигналов излучения.
Учитывая, что места расположения многих черных дыр известны, какие практические соображения нужно учитывать радиоастроному на заднем дворе, чтобы попытаться обнаружить черные дыры?
Любительское радиоастрономическое обнаружение пульсаров и гамма-всплесков обсуждается практически во введении к радиоастрономии (Общество радиоастрономов), этот вопрос состоит в том, чтобы увидеть, какие практические соображения понадобятся для распространения этих методов на обнаружение черных дыр.
источник
Ответы:
Окно разрешения / ошибки. Радиоастрономия всегда мешала разрешению, потому что она обратно пропорциональна размеру телескопа, и создание больших телескопов (даже с интерферометрией) не всегда легко. Никакие современные технологии не могут заменить большой эффективный диаметр. (Когда я говорю « эффективный», я включаю сюда интерферометрию; так или иначе, нужно иметь большую площадь).
Давайте посмотрим на первоначальную статью 1 Ребера, где он впервые нанес на карту небо:
На диаграмме слева, сверху вниз, три пика в карте контура является Кассиопея А , Лебедь , и , наконец , Sgr A . Последние два имеют происхождение из черной дыры, первое - остаток сверхновой.
Разрешающая способность телескопа Ребера здесь, по-видимому, составляла 6 градусов, а диаметр - 31,4 фута (и он фокусировался на длине волны 1,9 м).
Теперь по критерию Рэлея угловое разрешение пропорционально длине волны, деленной на диаметр. Как упоминалось ранее, это является основным ограничивающим фактором для радиоастрономов, и это то, что не дает любителям радиоастрономов делать большие телескопы - у любителей, как правило, нет акров или земли, где можно построить хороший интерферометр (не говоря уже о точности), и любительские телескопы не могут быть слишком большими. Можно заметить, что я цитирую довольно старые наблюдения здесь, на старых телескопах; однако, учитывая, что технология радиоастрономии изменилась не так сильно, как ее размер , было бы неплохо сравнить любительские телескопы с меньшими телескопами прошлого.
Теперь Cyg A был первым, кто был идентифицирован как черная дыра, хотя в то же время была обнаружена радио-яркость Sgr A. По этой причине я фокусирую оставшуюся часть моего анализа на Cyg A, поскольку вполне вероятно, что первая подтвержденная ЧД из более ярких радиоисточников будет иметь более заметные признаки того, что это черная дыра.
Давайте посмотрим на Cyg A с лучшим разрешением:
(Из этого документа 2 , используя массив 5 км )
Обратите внимание, что черный шарик в центре - это настоящая галактика (вероятно, оптическая фотография, наложенная на контурную карту).
Мы видим, что лепестки имеют ширину менее минуты. (Реальная галактика имеет ширину около 50 угловых секунд )
Для меня самое интересное, что здесь хотелось бы увидеть - это газовые струи, исходящие из центральной галактики. Как уже упоминалось в моем ответе здесь , эти радиоизлучающие газовые струи находятся на устойчивой линии в течение тысяч световых лет, что указывает на то, что они происходят от какого-то космического гироскопа, который был устойчивым в течение очень долгого времени. Тем не менее, даже с помощью телескопа Райл люди 1969 года не могли их сфотографировать; только легкий намек на их существование из формы лепестков.
Хорошо, нет газовых струй. Что еще может указывать на черную дыру? Они могли бы попытаться посмотреть на доли сами. Они прямо не указывают на существование черной дыры, но их форма намекает на то, что они формируются из струй (это в значительной степени ретроспективно).
Тем не менее, с размерами лепестков меньше минуты дуги, здесь не так много любителя. Вполне возможно, что действительно хороший любительский телескоп сможет заметить, что есть две доли, но не намного, насколько я могу судить.
Другими интересными элементами будет сама центральная галактика, но она слишком мала. В оптическом диапазоне можно увидеть «сталкивающиеся галактики» Бааде (это выглядит только как пара сталкивающихся галактик). Гравитационные эффекты (линзы и т. Д.) На самом деле видны только в оптическом и за его пределами, для того, чтобы они были видны в радио, нам нужно быть очень счастливыми и иметь огромный источник радиоизлучения позади Cyg A - не произойдет в ближайшее время.
Я почти уверен, что подобный анализ будет работать для Sgr A или любого другого кандидата черной дыры; газовые струи были бы слишком малы для любительского радиочастотного разрешения, а гравитационные эффекты черной дыры хорошо работали бы только на оптических и рентгеновских частотах.
1. Ребер Г. (1944). Космическая Статика. Астрофизический журнал , 100, 279.
2. Миттон С. и Райл М. (1969). Наблюдения Cygnus A в высоком разрешении при 2,7 ГГц и 5 ГГц. Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества , 146, 221.
источник
Другая проблема для любителя, ищущего черные дыры, состоит в том, что контрольная сигнатура черной дыры, приходящей в виде непрерывных или всплесков рентгеновского и гамма-излучения, не может наблюдаться с поверхности Земли, потому что атмосфера (к счастью, ) защищает нас от такого рода вещей.
Вот почему вам нужно отправиться в космос или на поверхность планеты без атмосферы (подойдет Луна, Марс тоже должен подойти, так как атмосферное давление там составляет 6 миллибар, и космические лучи попадают на поверхности, по сравнению с 700-1000 миллибар на Земле на уровне моря), или отправьте свой собственный космический телескоп, такой как
http://xmm.esac.esa.int/ XMM Newton
http://chandra.harvard.edu/
и особенно
http://www.nasa.gov/mission_pages/nustar/main/index.html
Нустар - доставка рентгеновских товаров.
источник