Kara delikler nasıl bulunur?

Kara delikler o kadar fazla yerçekimine sahiptir ki, ışık bile onlardan kaçamaz . Onları göremezsek ve tüm elektromanyetik radyasyonu emersek, onları nasıl bulabiliriz?

John Conde'ın cevabına eklemek için. NASA web sayfası "Kara Delikler" e göre , kara deliklerin tespiti, doğrudan ondan gelen herhangi bir elektromanyetik radyasyonun tespiti ile gerçekleştirilemez (dolayısıyla, 'görülemez).

Kara delik, çevreleyen madde ile etkileşimi web sayfasından gözlemleyerek çıkarılır:

Bununla birlikte, kara deliklerin varlığını çıkartabilir ve yakındaki diğer maddeler üzerindeki etkilerini tespit ederek bunları inceleyebiliriz.

Bu aynı zamanda kara deliğe doğru hızlanan maddeden yayılan x-ışını radyasyonunun algılanmasını da içerir. Bu benim ilk paragrafımla çelişkili görünse de - bunun doğrudan kara delikten değil, kendisine doğru hızlanan madde ile etkileşiminden kaynaklandığı belirtilmelidir.

Bunu yapmanın çok, çok yolu var.

Yerçekimi mercek

Bu çok iyi bilinen bir şey. Diğerleri tarafından dile getirildi, ama ben buna değineceğim.

Uzak cisimlerden gelen ışık, mercek benzeri bir etki yaratarak yerçekimi tarafından bükülebilir. Bu, nesnenin çoklu veya çarpık görüntülerine yol açabilir (Çoklu görüntüler Einstein halkalarına ve çarpılarına yol açar ).

Öyleyse, gözle görülür kitlelerin görünmediği bir bölgede merceklenme etkisi gözlemlersek, muhtemelen orada bir kara delik vardır. Alternatif olarak, her galaksinin ve galaksi kümesinin aydınlık bileşenlerini çevreleyen (ve geçen) karanlık madde 'halo'yu görüyoruz ( Bkz: Bullet Kümesi ). Yeterince küçük ölçeklerde (yani - galaksilerin merkezi bölgeleri), bu gerçekten bir sorun değil.

(Bu, bir sanatçının BH'nin arkasından geçen bir galaksinin izlenimidir)

Yerçekimi dalgaları

Dönen kara delikler ve kara delik içeren diğer dinamik sistemler yerçekimi dalgaları yayar. LIGO (ve nihayetinde LISA ) gibi projeler bu dalgaları tespit edebilmektedir. LIGO / VIRGO / LISA'nın ilgi duyduğu en büyük adaylardan biri, ikili bir kara delik sisteminin nihai çarpışmasıdır.

Redshift

Bazen yıldız sistemli bir ikili sistemde karadelik vardır. Böyle bir durumda, yıldız ortak barycenter yörüngesine girecektir.

Yıldızı dikkatle gözlemlersek, ışığı bizden uzağa giderken kırmızıya kaybolacak ve bize doğru geldiğinde mavileşmiş olacaktır. Kırmızıya kaymadaki değişim rotasyona işaret eder ve görünür bir ikinci gövdenin yokluğunda genellikle orada bir kara delik veya nötron yıldızı olduğu sonucuna varabiliriz.

Salpeter-Zel'dovitch / Zel'dovitch-Novikov önerileri

Burada biraz tarihe geçen Salpeter ve Zel'dovitch, bağımsız olarak gaz bulutlarındaki şok dalgalarından kara delikler tespit etmeyi önerdi. Bir kara delik bir gaz bulutunu geçerse, buluttaki gazlar hızlanmaya zorlanır. Bu, ölçebileceğimiz radyasyon (çoğunlukla X ışınları) yayar.

Bu konuda bir gelişme, yıldızlı ikili bir sistemde kara deliklere bakan Zel'dovitch-Novikov önerisidir. Yıldızdan gelen güneş rüzgarlarının bir kısmı kara deliğe emilecektir. Rüzgarların bu anormal ivmesi, yine, X-ışını şok dalgalarına neden olacaktır.

Bu yöntem (az ya da çok) Cyg X-1'in keşfedilmesine neden oldu

Kozmik jiroskoplar

Cyg A buna bir örnektir. Dönen kara delikler kozmik jiroskoplar gibi hareket eder - yönlerini kolayca değiştirmezler.

Aşağıdaki Cyg A radyo görüntüsünde, merkezi noktadan çıkan bu soluk gaz jetlerini görüyoruz:

Bu jetler yüz binlerce ışıkyılı uzunluğundadır - yine de çok düz. Süreksiz, ama düz. Nesnenin merkezinde yatan ne olursa olsun, yönünü çok uzun süre koruyabilmesi gerekir.

Bu nesne dönen bir kara deliktir.

Kuazarlar

Çoğu kuasarın kara deliklerden güç aldığı düşünülüyor. Aday açıklamalarının çoğu (tümü olmasa da) davranışları için, örneğin Blandford-Znajek süreci gibi , toplama diskleri olan kara delikler içerir .

Bir kara delik ayrıca, çeşitli cisimler arkasında hareket ettikçe ışığı nasıl büktüğüyle de algılanabilir. Bu olguya çekimsel merceklenme denir ve Einstein'ın Genel Görelilik teorisinin en görsel olarak çarpıcı tahminidir.

Bu görüntü yerçekimi merceklenmesinin geometrisini gösterir. Aydınlık arka plan nesnelerinden gelen ışık, kütlenin varlığında uzay-zamanın çarpması nedeniyle bükülmüştür (burada kırmızı nokta, söz konusu kara delik olabilir):

Gökbilimciler, Samanyolu Galaksimizin merkezinde süper büyük bir kara delik bulunduğunu keşfettiler ve Yay A * olarak adlandırıldılar .

On yıllık bir süre boyunca, küçük bir yıldız grubunun yörüngeleri izlendi ve hızlı hareketlerinin tek açıklaması yaklaşık 4 milyon güneş kütlesiyle oldukça kompakt bir cismin varlığı. Katılan kütle ve mesafe ölçekleri göz önüne alındığında, bunun bir kara delik olması gerektiği sonucuna varılmıştır.

Bir yol Gama Işını Patlamaları'nı izlemektir . Bir kara delik çevreleyen gazı beslediğinde veya çok yakın olan bir yıldızı yutarsa, genellikle çok uzun ve enerjik olmadıkları halde, enerjik ve kolay anlaşılır gamma ışını patlamaları yayarlar.

Süper masif karadelikler söz konusu olduğunda, görünüşte her orta ve büyük galaksinin merkezinde duruyorlar. Nerede oldukça kolay görünmek için yapar .

Bundan önce verilen 4 cevap da çok iyi ve birbirini tamamlıyor; Hedef nesnenizin etrafında dönen bir nesne bulmak, hedef nesnenizin kütlesini de hesaplamanıza olanak sağlar.

Bir kara deliğe düşen madde, ışık hızına doğru hızlandırılır. Hızlandıkça, madde atom altı parçacıklara ve sert radyasyona, yani X ışınlarına ve gama ışınlarına ayrılır. Bir kara deliğin kendisi görünmüyor, ancak içeri giren ve hızlanan ve parçacıklara bölünen ışıktan (çoğunlukla X ışınları, gama ışınları) oluşan ışık görülebilir.

Galaksimizin merkezine doğru bakarken, Chandra X-ışını uzay teleskopu, dolaylı olarak, bir şey yuttuklarında alevlenmekte olan sert madde yayılımını yakalayarak, dolaylı olarak Sgr A * 'nın yanı sıra birkaç kara delik gözlemledi; daha sonra, yakındakileri özümseyecek bir şey yoksa kara delikler tekrar kararır;

http://chandra.harvard.edu/press/05_releases/press_011005.html

Burada, bu alevlenmelerden bazılarını galaksimizin merkezine yakın bir kara delik sürüsünde görebilirsiniz.

Karadeliğin tespit edilme yöntemleri (yarıçapa göre değişen kütle, yarıçap, dönüş, yük ve dolayısıyla yoğunluğa sahip oldukları için gerçekten delik veya tekillik değildir ) , bkz. Http://en.wikipedia.org/wiki/Schwarzschild_radius ).

• (yıldız veya süper kütleli) bir kara deliği pasif olarak tespit etmek, sporadik olarak meydana gelen sert radyasyon patlamalarını araştırın / bekleyin, ardından gerçek bir kara delikten veya sadece beyaz bir grb (gama ışını patlaması) yakalayıp yakalamadığınızı görmek için gözlemlerle devam edin periyodik bir nova yapan cüce veya nötron yıldızı;

• Bir kara deliği aktif olarak algılamak için sürekli bir etki olan yerçekimi merceğine bakın veya S2 gibi 5000 + km / sn'de S2 gibi uzayda görünüşte boş bir nokta etrafında yüksek hızda yörüngede yıldızlara bakın.

http://en.wikipedia.org/wiki/S2_(star)

Ama neyin sebep olduğunu görmek için hiçbir şey kalmayacak; gerçekleşmeden önce gökyüzünde o noktaya dair bazı gözlemler olsa iyi olur.