Телескоп «Кеплер» может отыскать первичные чёрные дыры

По мнению американских астрофизиков, проводимые «Кеплером» наблюдения ~150 тысяч звёзд позволяют не только обнаруживать экзопланеты, но и регистрировать микролинзирование, вызванное «первобытными» чёрными дырами — кандидатами на роль составляющих тёмной материи.

Четверо астрофизиков из Калифорнийского университета в Сан-Диего и Пенсильванского университета (оба — США) оценили вероятность обнаружения первичных чёрных дыр (ПЧД) при наблюдениях на телескопе «Кеплер».

Напомним, что известные астрономам чёрные дыры образуются в результате коллапса крупных звёзд или формируются в центрах галактик, приобретая огромную массу. ПЧД нельзя отнести ни к одной из этих двух групп: они занимают область масс, уступающих солнечной, и, вероятно, рождались из возмущений плотности в молодой Вселенной.

Гипотеза о существовании ПЧД интересует многих космологов, так как относительно лёгкие чёрные дыры могли бы составлять холодную тёмную материю. Занимаясь проверкой этого предположения, теоретики и экспериментаторы установили, что исходная масса ПЧД, сохранившихся до наших дней при испускании излучения Хокинга, превышала ~1015 г (10–18 солнечной). В дальнейших исследованиях были исключены довольно широкие диапазоны параметров, допустимых для гипотетических чёрных дыр, составляющих тёмную материю, и сейчас область разрешённых масс ограничена значениями 10–13 и 10–7 солнечной.

Одна из экспериментальных методик, нацеленных на регистрацию ПЧД, основана на эффекте гравитационного микролинзирования. При микролинзировании чёрная дыра проходит между Землёй и удалённой звездой, вследствие чего наблюдаемая яркость последней увеличивается на время, пропорциональное квадратному корню из массы линзирующего объекта. Орбитальный телескоп «Кеплер», в поле наблюдения которого попадают ~150 тысяч звёзд, отмечает противоположный эффект — уменьшение их яркости в ходе транзитов экзопланет; несложно понять, что в собранных данных сохранятся и следы микролинзирования, если таковое вообще происходило.

Наблюдение микролинзирования на примере звезды из Большого Магелланова Облака, показанного справа внизу, и чёрной дыры, которая находится между Землёй (или космическим телескопом) и звездой (иллюстрация НАСА / JPL-Caltech).
Наблюдение микролинзирования на примере звезды из Большого Магелланова Облака, показанного справа внизу, и чёрной дыры, которая находится между Землёй (или космическим телескопом) и звездой (иллюстрация НАСА / JPL-Caltech).

Если «Кеплер» действительно будет использоваться для поиска ПЧД, учёным поможет высочайшая точность его фотометра, выявляющего даже очень слабые изменения потока излучения. Чтобы оценить перспективы такого исследования, американцы обработали небольшую часть информации с телескопа и определили область масс чёрных дыр, к которой он чувствителен.

Как выяснилось, при тщательном просмотре всех ~150 тысяч световых кривых астрономы должны обнаружить большое число случаев линзирования чёрными дырами массой от 5•10–10 до 10–4 солнечной. Скорее всего, ничего такого отыскать не удастся, и указанная выше область масс, считающихся допустимыми для ПЧД, сократится примерно на 40%.

Полная версия отчёта опубликована в журнале Physical Review Letters; препринт статьи можно скачать с сайта arXiv.

Подготовлено по материалам PhysOrg.

12 Декабря 2011, 21:54    Den    4844    1

Комментарии (1):

nop1984  •  12 Декабря 2011, 21:58

примордиальные ?

Только зарегистрированные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите или зарегистрируйтесь пожалуйста.