Пролезут ли черные дыры в пока закрытую для них щель?...
Одиночные черные дыры без окружающих их газа и плазмы принципиально ненаблюдаемы. Поэтому до сих пор ЧД звездных масс находили по излучению вещества, отобранного ими у своих компаньонов (нормальных звезд) в довольно тесных двойных звездных системах. И все до сих пор обнаруженные таким способом ЧД имеют массы не меньше 5 солнечных масс. О чем говорит картинка, где голубыми и сиреневыми кружками изображены разные ЧД звездных масс:
На ней же желтыми точками изображены нейтронные звезды, массы которых согласно данным наблюдений не превышают 2,17 солнечных масс. Причем это число имеет довольно весомое теоретическое обоснование. А между нейтронными звездами и черными дырами видна довольно широкая щель по массе. В которой не наблюдалось ни нейтронных звезд, ни черных дыр. Щель эта никакими соображениями не обоснована и потому ее не должно быть. Но она пока есть. И вот пришло сообщение...
И вот пришло сообщение, что обнаружена ЧД массой в 3,3 солнечных. Что сужает упомянутую щель более чем вдвое.
Обнаружена столь малая ЧД тоже в двойной звездной системе. Но не по излучению окружающего ее вещества. Коего практически не было потому, обычная звезда-компаньон настолько далека от этой ЧД, что почти никакого вещества ей не отдает. И потому в этом случае астрономы уподобились гаишникам, измеряя колебания скорости обычной звезды-компаньона по лучу зрения по допплеровским сдвигам ее спектров. Которые возникали из-за обусловленных взаимным гравитационным притяжением обсуждаемой пары.
В результате выяснилось, что период обращения ЧД и звезды-компаньона вокруг общего центра масс составляет 83 земных дня, а масса ЧД составляет 3,3 солнечных (погрешность измерения этой массы не закрывает упомянутую щель полностью).
Этот результат позволяет определить среднюю плотность вещества в открытой ЧД и оценить максимально возможную плотность вещества в ЧД, если щель по массе между НЗ и ЧД новыми наблюдениями будет полностью закрыта.
Как известно, все вещество ЧД должно быть внутри ее гравитационного радиуса (радиуса горизонта событий) Rg = 2GM/c2 , где М - масса ЧД. Которая в свою очередь равна М = 4πρRbh3/3, где ρ - средняя плотность вещества в ЧД. И если счесть, что Rbh = Rg , то из последней формулы можно оценить минимальную среднюю плотность вещества в ЧД.
Эти оценки таковы:
для М = 5*Мsun => ρ ~ 2*1014 г/см3.
для М = 3,3*Мsun => ρ ~ 7*1014 г/см3.
для М = 2,2*Мsun => ρ ~ 23*1014 г/см3.
Физики оценивают среднюю плотность ядерной материи (где все нуклоны буквально притиснуты друг к другу) величиной в 2-3*1014 г/см3. Из приведенных оценок видно, что в ЧД с массой в 5 солнечных средняя плотность материи оказывается порядка ядерной. Но в ЧД с меньшими массами заметно больше ядерной. Что мне, как физику, не очень понятно. Поэтому открытие ЧД массой в 3,3 солнечных предстоит еще проверять и проверять.
На ней же желтыми точками изображены нейтронные звезды, массы которых согласно данным наблюдений не превышают 2,17 солнечных масс. Причем это число имеет довольно весомое теоретическое обоснование. А между нейтронными звездами и черными дырами видна довольно широкая щель по массе. В которой не наблюдалось ни нейтронных звезд, ни черных дыр. Щель эта никакими соображениями не обоснована и потому ее не должно быть. Но она пока есть. И вот пришло сообщение...
И вот пришло сообщение, что обнаружена ЧД массой в 3,3 солнечных. Что сужает упомянутую щель более чем вдвое.
Обнаружена столь малая ЧД тоже в двойной звездной системе. Но не по излучению окружающего ее вещества. Коего практически не было потому, обычная звезда-компаньон настолько далека от этой ЧД, что почти никакого вещества ей не отдает. И потому в этом случае астрономы уподобились гаишникам, измеряя колебания скорости обычной звезды-компаньона по лучу зрения по допплеровским сдвигам ее спектров. Которые возникали из-за обусловленных взаимным гравитационным притяжением обсуждаемой пары.
В результате выяснилось, что период обращения ЧД и звезды-компаньона вокруг общего центра масс составляет 83 земных дня, а масса ЧД составляет 3,3 солнечных (погрешность измерения этой массы не закрывает упомянутую щель полностью).
Этот результат позволяет определить среднюю плотность вещества в открытой ЧД и оценить максимально возможную плотность вещества в ЧД, если щель по массе между НЗ и ЧД новыми наблюдениями будет полностью закрыта.
Как известно, все вещество ЧД должно быть внутри ее гравитационного радиуса (радиуса горизонта событий) Rg = 2GM/c2 , где М - масса ЧД. Которая в свою очередь равна М = 4πρRbh3/3, где ρ - средняя плотность вещества в ЧД. И если счесть, что Rbh = Rg , то из последней формулы можно оценить минимальную среднюю плотность вещества в ЧД.
Эти оценки таковы:
для М = 5*Мsun => ρ ~ 2*1014 г/см3.
для М = 3,3*Мsun => ρ ~ 7*1014 г/см3.
для М = 2,2*Мsun => ρ ~ 23*1014 г/см3.
Физики оценивают среднюю плотность ядерной материи (где все нуклоны буквально притиснуты друг к другу) величиной в 2-3*1014 г/см3. Из приведенных оценок видно, что в ЧД с массой в 5 солнечных средняя плотность материи оказывается порядка ядерной. Но в ЧД с меньшими массами заметно больше ядерной. Что мне, как физику, не очень понятно. Поэтому открытие ЧД массой в 3,3 солнечных предстоит еще проверять и проверять.