Поставлены под сомнение теоретические модели аккреции материи на “черные дыры”

 Квазары излучают фотоны в широком диапазоне энергий, причём более яркие в ультрафиолете квазары демонстрируют относительно меньшую долю рентгеновского излучения. Теория относительности не допускает возможности излучения фотонов “чёрными дырами”, но теоретики измыслили невозможные в рамках той же теории относительности, но как бы общепринятые в сообществе теоретиков структуры, якобы излучающие эти фотоны и предписали им механизм излучения фотонов. Эти измышленные структуры:

  1. Аккреционный диск якобы состоящий из газа, падающего на “черную дыру”, якобы закручивающийся и разогреваемый трением до огромных температур. (В замедленном по теории относительности времени, причем по разному замедленном на разных расстояниях от сингулярности, газ будет медленно и печально приближаться к “черной дыре” миллиарды лет и никогда не приблизится.) Этот невозможный в реальности диск в теории теоретикоы излучает преимущественно в ультрафиолетовом диапазоне.
  2. Рентгеновская корона: область горячей плазмы, расположенная над и под диском. Ультрафиолетовые фотоны из диска попадают в корону, сталкиваются с быстрыми электронами и в процессе обратного комптоновского рассеяния приобретают энергию, превращаясь в рентгеновское излучение. (Любая лазма разогревается фотонами высоких энергий, а вовсе не наоборот якобы она даёт повышенную энергию фотонам. Фотоны покидающие плазму менее энергичны чем разогревающие её.)

Между яркостью диска и яркостью короны существует корреляция. Как правило,Понимание этой зависимости критически важно, так как она позволяет проверять теории гравитации и использовать квазары для измерения космологических расстояний.

Группа астрофизиков под руководством Марии Чиры (Национальная обсерватория Афин) опубликовала в Monthly Notices of the Royal Astronomical Society проанализировала 136 745 квазаров и поставила под сомнение вышеобозначенные теоретические модели аккреции материи на “черные дыры”. Авторы исследования объединили каталог квазаров SDSS DR16 (оптический диапазон) с данными рентгеновского телескопа eROSITA обсерватории «Спектр-РГ», а также архивными данными XMM-Newton.

Ключевое отличие работы — использование иерархического байесовского метода. Этот статистический подход позволил учесть не только прямые детектирования (когда объект виден), но и верхние пределы для объектов, сигнал от которых оказался ниже порога чувствительности приборов. Это позволило восстановить истинное распределение светимостей без искажений, свойственных более ранним работам.

Распределение выборки квазаров DR16Q. Основной график показывает положение объектов в координатах ультрафиолетовой светимости log Lν(2500 Å) и красного смещения z. Боковые гистограммы отображают количество квазаров для соответствующих значений красного смещения (горизонтальная ось) и светимости (вертикальная ось).Автор: Maria Chira et al Источник: academic.oup.com

Анализ выборки в диапазоне красных смещений периодом от 11,5 до 5 млрд лет от нас привел к двум фундаментальным выводам.

Во-первых, подтверждена нелинейная связь между ультрафиолетом и рентгеном: при увеличении светимости диска рентгеновская светимость растет медленнее. Однако нормализация этой зависимости оказалась ниже, чем предполагалось ранее.

Во-вторых, и это главное открытие, соотношение меняется в зависимости от расстояния. На больших красных смещениях:

  • Зависимость становится более пологой.
  • Собственный разброс данных уменьшается.
Распределение рентгеновской светимости LX(2 keV), сгруппированное по яркости в ультрафиолете log Lν(2500Å) (растет слева направо) и красному смещению z (растет сверху вниз). Синим цветом показаны 25% источников с самым низким коэффициентом Эддингтона, красным — 25% с самым высоким. Черная буква «D» отмечает ячейки, где разница между распределениями для «синих» и «красных» выборок статистически значима (подтверждена тестом Колмогорова-Смирнова).Автор: Maria Chira et al Источник: academic.oup.com

Результаты исследования выявили серьезное расхождение с предсказаниями современных теоретических моделей.

Согласно популярным моделям аккреционных потоков (например, QSOSED), спектральные свойства квазара должны зависеть от коэффициента Эддингтона — отношения светимости объекта к предельной светимости, при которой давление излучения начинает отталкивать падающее вещество.

Однако наблюдательные данные не показали значимой зависимости от коэффициента Эддингтона. Это создает расхождение между теорией и наблюдениями.

Распределение рентгеновской светимости log LX(2 keV) для выборки квазаров с ультрафиолетовой яркостью в диапазоне log Lν(2500Å) = [30.0 — 30.5] и красным смещением z = [0.5 — 1.0]. Красная гистограмма показывает объекты с показателем цвета Δ(g — i) < 0.3 (то есть с малым поглощением света пылью). Вертикальные линии отмечают медианные значения распределений, а числа соответствующего цвета указывают количество квазаров в каждой группе.Автор: Maria Chira et al Источник: academic.oup.com

Понятное дело, теоретики рассмотрели выявленные факты на базе теорий своей “математической вселенной” с её “большим взрывом” и сделали вывод, что физические условия в окрестностях “черных дыр” эволюционируют. Ещё один вывод такой: использовать квазары как «стандартные свечи» для измерения расстояний можно только с осторожностью. Если соотношение их светимостей меняется с красным смещением, то без соответствующих поправок измерения расстояний будут ошибочными.

ИсточникMonthly Notices of the Royal Astronomical Society

***

Реально же было обнаружено, что красное смещение фотонов происходит тем медленнее чем выше энергия фотона.

1 Комментарий

  1. vorbelutr ioperbir

    Hello, you used to write fantastic, but the last few posts have been kinda boringK I miss your great writings. Past several posts are just a little bit out of track! come on!

Оставить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *