Каковы практические соображения для радиоастрономического обнаружения черных дыр на заднем дворе?

Поле разрешения/ошибки. Радиоастрономии всегда мешало разрешение, потому что оно обратно пропорционально размеру телескопа, а делать телескопы большего размера (даже с интерферометрией) не всегда просто. Никакие современные технологии не могут заменить большой эффективный диаметр. (Когда я говорю « эффективный », я включаю сюда интерферометрию; в любом случае для построения требуется большая площадь).

Давайте взглянем на первоначальную статью Ребера ¹ , где он впервые нанес на карту небо:

На диаграмме слева, сверху вниз, три пика на контурной карте — это Cas A , Cyg A и, наконец, Sgr A. Последние два имеют происхождение от черных дыр, первый - 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 главный ограничивающий фактор для радиоастрономов, и именно он будет удерживать радиоастрономов-любителей от создания больших телескопов — у любителей обычно нет акров или земли для постройки хорошего интерферометра (не говоря уже о точности), и любительские телескопы не могут быть слишком большими. Можно заметить, что я цитирую здесь довольно старые наблюдения на старых телескопах; однако, учитывая, что радиоастрономические технологии изменились не так сильно, как изменились размеры , можно было бы сравнивать любительские телескопы с меньшими телескопами прошлого.

Так вот, Лебедь А был первым, кого идентифицировали как черную дыру, хотя радиояркость Стрельца А была обнаружена в то же время. По этой причине я сосредоточил остальную часть своего анализа на Cyg A, поскольку само собой разумеется, 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 этой статьи ² , с использованием массива 5 км )

Обратите внимание, что черная точка в центре — это настоящая галактика (вероятно, оптическая фотография, наложенная на контурную карту).

Мы видим, что лепестки имеют ширину менее минуты. (Настоящая галактика имеет ширину около 50 угловых секунд )

Для меня самое интересное, что хотелось бы здесь увидеть, это газовые струи, исходящие из центральной галактики. Как упоминалось в моем ответе здесь , эти радиоизлучающие газовые струи находятся на постоянной линии на протяжении тысяч световых лет, что указывает на то, что они исходят от своего рода космического гироскопа, который был устойчивым в течение очень долгого времени. Однако даже с помощью телескопа Райла люди 1969 года не смогли их сфотографировать; лишь легкий намек на их существование по форме лепестков.

Хорошо, тогда никаких газовых форсунок. Что еще может указывать на черную дыру? Они могли бы попытаться посмотреть на сами доли. Они прямо не указывают на существование черной дыры, но их форма намекает на то, что они образовались из джетов (это в значительной степени ретроспективно).

Впрочем, при размерах лепестка менее угловой минуты и здесь любителю мало что достанется. Вполне возможно, что действительно хороший любительский телескоп просто заметит наличие двух лепестков, но не более того, насколько я могу судить.

Другими интересными частями была бы сама центральная галактика, но она слишком мала. В оптической области можно увидеть "сталкивающиеся галактики" Бааде (это только выглядит как пара сталкивающихся галактик). Гравитационные эффекты (линзирование и т. д.) на самом деле видны только в оптическом диапазоне и за его пределами, чтобы его можно было увидеть в радиодиапазоне, нам должно очень повезти, и огромный радиоисточник пройдет позади Cyg A, что произойдет не в ближайшее время.

Я почти уверен, что аналогичный анализ сработает для Sgr A или любого другого кандидата в черную дыру; газовые струи были бы слишком малы для любительского радиочастотного разрешения, а гравитационные эффекты черной дыры хорошо проявлялись бы только в оптических и рентгеновских частотах.

^{1. Ребер, Г. (1944). Космическая статика. Астрофизический журнал , 100, 279.}

^{2. Миттон С. и Райл М. (1969). Наблюдения Лебедя А с высоким разрешением на частотах 2,7 ГГц и 5 ГГц. Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества , 146, 221.}

Еще одна проблема для любителя, ищущего черные дыры, заключается в том, что контрольный признак черной дыры, приходящий в виде непрерывных или всплесков рентгеновского и гамма-излучения, нельзя наблюдать с поверхности Земли, потому что атмосфера (к счастью, ) защищает нас от подобных вещей.

Вот поэтому и надо лететь в космос, или на поверхность планеты без атмосферы (подойдет Луна, подойдет и Марс, так как там атмосферное давление 6 миллибар и космические лучи доходят до самой планеты). поверхности, по сравнению с 700-1000 мбар на Земле на уровне моря), или отправить свой собственный космический телескоп, например,

http://xmm.esac.esa.int/ XMM Ньютон

http://chandra.harvard.edu/

и особенно

http://www.nasa.gov/mission_pages/nustar/main/index.html

Нустар - доставка рентген товаров.