Можно ли увидеть сверхмассивную черную дыру в планетарной системе, близкой к ядру галактики?


20

Я понимаю, что радиация на планетах около центра галактики делает жизнь на этих планетах практически невозможной, и что невозможно по-настоящему «увидеть» черную дыру. Однако, если бы вы могли стоять на поверхности планеты, которая вращается вокруг звезды вблизи или внутри галактического ядра, вы могли бы теоретически взглянуть на небо и увидеть отсутствие света / звезд, указывающих местоположение центральной сверхмассивной черной дыры?

Будет ли это слишком далеко, чтобы видеть, засоренный обломками, или слишком мал, чтобы заметить?

space 

1
Я не думаю, что радиация исключает жизнь, даже отдаленно

В фильме Interstellar они утверждают, что аккреционное кольцо вокруг черной дыры может быть достаточно горячим, чтобы испускать свет. Я не понимаю, как это работает, поскольку черная дыра должна всасывать ровный свет, но, может быть, потому, что диск находится за горизонтом событий? Во всяком случае, это может дать вам некоторые идеи. О, L Dutch дает вам этот ответ ниже.

Ответы:


30

Если черная дыра активна, то есть она все еще захватывает вещество из окружающей среды, вокруг нее будет большой аккреционный диск, который является единственным способом рассеивания момента импульса для вещества, попадающего в нее.

В результате этого рассеяния все вещество будет нагреваться и испускать излучение. Этот диск будет довольно большим и поэтому будет хорошо виден как яркий объект в небе.

На этой странице показано изображение, захваченное Хабблом с такого диска: диск вокруг черной дыры

Строго говоря, нельзя сразу увидеть черную дыру, так как ее вид будет покрыт ярким излучением диска.

Однако наличие диска позволит наблюдать за черной дырой благодаря ее гравитационному эффекту.


9

Вы не могли видеть это как черное пятно на небе, потому что оно слишком маленькое. Это всего лишь 17-кратный радиус нашего Солнца, который, конечно, вы не можете видеть как диск даже из-за пределов нашей Солнечной системы. То, что вы могли легко увидеть, это гораздо большая область света и другого излучения от падающей в него материи.


8

Есть такая вещь, как гравитационное линзирование, что означает, что свет, идущий из-за черной дыры, будет наклоняться к ней, и поскольку в ядре галактики много звезд, возможно, вместо черного пятна на небе вы увидите большое скопление света внутри и вокруг позиции черной дыры.

Я не уверен, насколько буквальным является «линзирование», поэтому я не знаю, существует ли фокус, основанный на гравитации и энергии света, и будет ли иметь значение, где находится планета от этой точки.

http://www.cfhtlens.org/public/what-gravitational-lensing (Google будет предоставлять больше ссылок, если вы будете искать его)


8
Он работает как настоящие сферические линзы. И вы можете увидеть это в Interstellar Нолана . Черная дыра в фильме была разработана и воспроизведена в соответствии с самыми современными знаниями в области астрофизики с помощью самого Киппа Торна.
Ренан

1
@Renan это то, что было? Мне было интересно, почему вокруг него был ореол. Ответ на этот вопрос, чем вы. :)
Real Subtle

5
@RealSubtle Они действительно «обнаружили» этот ореол благодаря их продвинутым усилиям рендеринга. Никто на самом деле этого не ожидал, но когда они включили все числа в симуляцию и сказали, чтобы она отображалась, то это было так, и, проверяя математику снова и снова, они поняли, что в реальной жизни все должно выглядеть именно так. У нас просто нет достаточно четкого представления о том, чтобы наблюдать это непосредственно.
18:50

4

Радужное облако.

Источником излучения от черных дыр является вещество, спирально попадающее в черную дыру, которое нагревается, когда оно «падает» и высвобождает свою потенциальную гравитационную энергию. Опять же, это излучение черного тела, но на этот раз регулярный: чем горячее излучатели, тем короче длина волны. Это излучение исходит из черной дыры, а не из самой дыры.

/physics/24958/how-can-a-black-hole-emit-x-rays

Рентгеновское излучение исходит от горячего газа, вращающегося вокруг черной дыры в аккреционном диске. Когда газ вращается, магнитные напряжения приводят к тому, что он теряет энергию и угловой момент, тем самым медленно спирально приближаясь к черной дыре. Орбитальная энергия преобразуется в тепловую энергию, нагревая газ до миллионов градусов, поэтому она испускает излучение черного тела в рентгеновском диапазоне.

Когда газ приближается к радиусу горизонта, в несколько раз превышающему его, он погружается в черную дыру, поэтому, хотя некоторые рентгеновские лучи все еще могут выходить непосредственно перед горизонтом, большинство из них излучается довольно сильно снаружи.

Телескопы для обнаружения черных дыр ищут наиболее энергичные лучи, которые испускаются из самых горячих областей газа, ближайших к дыре. Мы не можем стоять на планете, смотреть вверх и видеть рентген. Но учтите: если есть очень горячий газ, рядом с ним есть меньше горячего газа, а рядом с этим газом, который является менее горячим. Чем холоднее черное тело, тем длиннее излучаемое излучение. Где-то в этом все более прохладном облаке находится газ, который испускает излучение на видимой длине волны.

Здесь я утверждаю, что постепенное изменение температуры этого облака, так как оно находится все дальше от самого горячего внутреннего газа, должно привести к постепенному изменению излучаемых частот. Первый видимый свет будет в далеком фиолетовом, ближайшем к отверстию. Это будет отражать синие и зеленые цвета дальше, а затем краснеть в самой прохладной части облака.

Этот прогноз должен быть верным не только для черных дыр, но и для любого облака газа, нагретого изнутри. Теперь дай мне посмотреть ... поехали.

туманность радуга https://www.space.com/12051-bright-nebula-photo-supergiant-star-betelgeuse.html

Радужное облако черной дыры будет более симметричным, чем это. Звезда извергает все это волей-неволей, но дыра всасывает газ, поэтому это будет симметричная спираль.



Речь идет о сверхмассивных черных дырах, которые не излучают детектируемое излучение Хокинга, поэтому все это не имеет значения.
Майк Скотт

@ Майк Скотт: взгляните на жирный заголовок «Вы могли видеть рентгеновские лучи / гамма-лучи высокой энергии из облаков попутного газа черной дыры». Может быть, вы пропустили это в первый раз.
Willk

@Willik Вопрос тоже не об этом; он спрашивает, можете ли вы увидеть отсутствие света и звезд. Вы можете отредактировать это, чтобы фактически ответить на вопрос, который задают, удалив первый раздел и превратив вторую часть в отрицательный ответ, указывая, что будет свет, а не отсутствие света.
Майк Скотт,

@ Майк Скотт: ты прав; он спрашивал конкретно об отсутствии света, а не об обнаружении в более общем смысле. Ну, я узнал кое-что, читая. Я подправлю этот ответ.
Willk

Также обратите внимание, что ваша фотография Бетельгейзе была сделана в инфракрасном диапазоне, поэтому цвета являются поддельными.
PM 2Ring
Используя наш сайт, вы подтверждаете, что прочитали и поняли нашу Политику в отношении файлов cookie и Политику конфиденциальности.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.