Как OGLE-III и GAIA измеряют массу свободных черных дыр с микролинзированием?

Что такое «гипотетический более низкий разрыв массы» между 2,5 и 5 массами Солнца? в конечном итоге ссылки на Ограничение масс черных дыр с микролинзированием и разрыв массы с Gaia DR2 .

Угол отклонения света, проходящего через массивный объект, определяется выражением :

θ "=" 4 г М р с 2

где р минимальное расстояние от массы, которое проходит свет.

Если две черные дыры проходят по линии прямой видимости к удаленному объекту, их скорости и расстояния наибольшего сближения р оба масштабируются линейно со своей массой, они дают одинаковую величину отклонения и зависимость от времени.

Вопрос: Как же тогда можно использовать такое наблюдение свободно плавающей черной дыры для определения ее массы? Какая дополнительная информация необходима? Я вижу из статьи, что параллакс задействован, но, не зная расстояния до черной дыры, я не понимаю, как этого достаточно, чтобы вычислить массу.

@ HDE226868 HDE226868 Если я правильно понимаю, это черные дыры , не связанные с другими объектами, поэтому я предполагаю, что единственным наблюдением является отклонение более удаленных светящихся объектов, и даже если они достаточно близки для измерения параллакса их расстояния, я не вижу, как это помогает.
@RobJeffries спасибо; Я поправил заголовок.
Хотя верно то, что «если их скорости и расстояния наибольшего сближения r масштабируются линейно с их массой, они производят одинаковую величину отклонения и зависимость от времени», это не является физической причиной того, что их скорости или расстояния будут линейно масштабироваться с их массой (хотя они признают возможность того, что черные дыры, имеющие более высокие собственные скорости из-за «родовых ударов», могут запутать их анализ).
@antlersoft нет, это означает, что есть двусмысленность; если все, что у вас есть, — это кривая отклонения фонового светящегося объекта от времени, то существует целое семейство решений с различными массами, которые могут это сделать. Невозможно сказать «да, это было около 4 солнечных масс», потому что объект массой 10 солнечных мог сделать то же самое.
@угу. Признание, которое упоминает Антлерсофт, предполагает, что они делают предположения о скоростях, основанные на общих знаниях о движении звезд и других тел в галактике.
@SteveLinton Я думаю, вы можете написать ответ на основе этого. Название статьи начинается со слов « Ограничение масс…», поэтому использование слов «определить» в основной части и «мерить» в заголовке является проблемой. Если они этого не делают, а просто ограничивают их, то это ответ!

Ответы (1)

Введение статьи Выжиковского и Манделя дает следующую информацию об оценке массы линзы.

Чтобы получить массу линзы ( Gould 2000a ), необходимо измерить как угловой радиус Эйнштейна линзы ( θ Е ) и параллакс микролинзирования ( π Е )

М "=" θ Е κ π Е

где κ "=" 4 г / ( с 2   А U ) "=" 8.144   м а с / М ⊙ ; и π Е длина вектора параллакса π Е , определяется как π р е л / θ Е , где π р е л - относительный параллакс линзы и источника. Вектор параллакса микролинзирования π Е измеряется по нелинейному движению наблюдателя вдоль плоскости орбиты Земли вокруг Солнца. Эффект параллакса микролинзирования часто вызывает небольшие отклонения и асимметрии относительно стандартной кривой блеска Пачинского в событиях микролинзирования, длящихся несколько месяцев или более, поэтому нельзя пренебрегать орбитальным движением Земли. Параметр π Е также могут быть получены из одновременных наблюдений события с земли и из космической обсерватории, расположенной на расстоянии ∼1 а . ).

В частности, статья Gould 2000a дает хорошее резюме различных взаимосвязей между величинами. Удальски и др. 2015b отмечает, что расстояние между Землей и Спитцером (которое также применимо к Гайе) означает, что Спитцер увидит различия в кривой блеска, что позволит определить параллакс.

Обратите внимание, что все становится сложнее, если источник является двойным, и в этом случае необходимо учитывать эффект «обратного параллакса» от орбитального движения источника, обычно называемый «ксалларап», но это уже другой вопрос...

Другой важной величиной является угловой радиус линзы Эйнштейна. В своем обсуждении измерения θ Е , Wyrzykowski & Mandel ссылаются на Rybicki et al. 2018 . В этой статье отмечается, что точная астрометрия может помочь измерить θ Е потому что микролинзирование также меняет видимое положение источника:

Позиционное изменение центроида зависит от θ Е и разделение ты . В отличие от фотометрического случая максимальное смещение происходит при ты 0 "=" 2 и читает ( Доминик и Саху 2000 )

дельта м а Икс "=" 2 4 θ Е ≈ 0,354 θ Е

Таким образом, для относительно близкой линзы на Д л "=" 4   к п с , источник в выпуклости Д с "=" 8   к п с и линзирование звездной ЧД массой М "=" 4 М ⊙ , астрометрический сдвиг из-за микролинзирования составит около 0,7 угловых миллисекунд.

Основная часть статьи продолжает определять, что эти сдвиги должны наблюдаться Гайей.

Другой способ измерить размер линзы - измерить собственное движение линзы-источника путем поиска линзы через несколько лет после события. Это было сделано для пары линз, принимающих экзопланеты, но было бы невозможно для темной линзы. как черная дыра.

Это красиво , какая элегантная задача! Спасибо, что нашли время, чтобы копаться, а затем составить такой подробный ответ. Я пойду возьму эти источники сегодня и пролью их.
Как OGLE-III и GAIA измеряют массу свободных черных дыр с микролинзированием?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v