НАУКА: погибающая звезда преобразуется в черную дыру
Появление ярко-черной дыры в итоге смерти звезды может сопровождаться гамма-вспышкой – одним из наиболее высокоэнергетических явлений во Вселенной, однако такие ситуации редкостны и требуют достаточно необычных требований.
По распространенной догадке, в большинстве примеров погибающая звезда как правило преобразуется в черную дыру без взрыва и вспышки, будто бы она просто пропадает с неба. Однако, по словам работника Калифорнийского технического факультета Тони Пиро (Tony Piro), размещенному 1 июня в его публикации в издании Astrophysical Journal Letters, выходка все-таки должна быть.
В соответствии с признанной доктриной, при смерти мощной звезды ее ядро коллапсирует под действием своего веса. В процессе коллапса протоны и электроны, из которых состоит ядро, связываются и преображаются в нейтроны. За несколько сек до заключительного перевоплощения в черную дыру ядро становится сверхплотным субъектом – нейтронной звездой. Также, в ходе коллапса появляется множество нейтрино, вылетающих из ядра звезды со скоростью, ближайшей к скорости света. Нейтрино уносят множество энергии, аналогичное (по знаменитой формуле E = mc2) приблизительно одной 10-ой массы Солнца.
Как замечено в работе, размещенной в 1980-х гг. Д. Надежиным – работником факультета абстрактной и опытной физики имени Но и. Алиханова, мгновенная утрата массы должна вызывать сильное понижение гравитационных сил, сжимающих погибающую звезду. Когда это происходит, слои газа, окружающего ядро, должны «отскочить» наружу, формируя результативную волну, распространяющуюся во внутренних пластах со скоростью около 1000 км/с.
Астрологи из Калифорнийского института Элизабет Лавгров (Bessie Lovegrove) и Стенок Вузли (Stan Woosley), не так давно проведшие исследование данный процесс при помощи компьютерного прогнозирования, нашли, что взаимодействие результативной волны с наружными пластами газа должно будоражить их, вызывая свет, которое будет изливаться приблизительно 1 год после коллапса. Такое свет – знак, вероятно годный для идентификации рождения ярко-черной дыры. Однако, невзирая на то, что насыщенность сияния в миллиарды раз выше контрастности Солнца, его почти невозможно заметить на фоне сияния звезд даже в обозримых галактиках.
Пиро обнаружил не менее перспективный знак. В собственном изучении он скрупулезно изучил взаимодействие результативной волны с неглубокими пластами звезды и посчитал, что оно должно вызывать вспышку в 10–100 не менее ослепительную, чем свет, предвиденное Лавгров и Вузли. Выходка продолжительностью от 3 до 10 дней должна быть весьма ослепительной в зрительном спектре еще не менее ослепительной – в ультрафиолетовом.
Пиро полагает, что такие вспышки могут быть замечены в процессе широкоугольных исследований неба Palomar Transient Factory (PTF). Улучшенный их вариант – intermediate Palomar Transient Factory (iPTF), начавшийся в январе 2014 г, – на теоретическом уровне позволит смотреть до 2-ух подобных происшествий ежегодно, но модификация Zwicky Transient Facility (ZTF), начинающаяся в 2015 году, увеличит возможность их обнаружения еще во много раз.
В следующем десятилетии начнет работать Большой синоптический рефлектор (Large Synoptic Survey Telescope, LSST), который будет можно применять для этих задач не менее качественно.
Если исследования не заметят предвиденных Пиро вспышек, то экспертам надо будет или найти оплошность в его расчетах, или признать, что темные дыры появляются на свет намного намного реже, чем это предречется существующими доктринами.