Вокруг молодой черной дыры «Кусочки» может быть видно загадочное излучение
Ничто не вечно, включая черные дыры. В течение очень длительных периодов времени они испаряются, как и другие крупные объекты во Вселенной. Это связано с излучением Хокинга, названным в честь Стивена Хокинга, который разработал эту идею в 1970-х годах.
Проблема в том, что излучение Хокинга никогда достоверно не наблюдалось.
Трио европейских исследователей думаю, они нашли способ увидеть излучение Хокинга. Их работа представлена в статье под названием «Измерение излучения Хокинга от кусочков черных дыр при астрофизических слияниях черных дыр».
Слияния черных дыр были предсказаны давно, но никогда не наблюдались. Теория показала, что эти слияния должны выпустить мощные гравитационные волны. Наконец, в 2015 году обсерватория LIGO обнаружила первое слияние.
Теперь ученые обнаружили многие из них.
В своем кратком исследовательском письме исследователи говорят, что эти слияния представляют собой Окно в излучение Хокинга (HR). Когда черные дыры сливаются, они могут создать так называемые «кусочки» черных дыр размером с астероиды, которые выбрасываются в космос. Их небольшой размер должен сделать их HR заметным.
HR, исходящий от этих маленьких ЧД, производит гамма-лучи с особым «отпечатком пальца» фотонов высокой энергии.
«В этом письме мы исследуем наблюдательные последствия образования большого количества маленьких кусочков ЧД во время катастрофического события, такого как слияние двух астрофизических ЧД», — объясняют авторы.
«Как мы покажем, излучение Хокинга происходящие из этих кусочков ЧД, вызывают гамма-всплески (GRB), обладающие характерным характером».
Когда кусочки черной дыры испаряются, они испускают частицы сферически-симметричной формы. Пока более крупная слившаяся ЧД не закрывает им обзор, частицы HR должны достичь нас. Энергия фотонов от всплесков превышает шкалу триллионов электронвольт (ТэВ).
Исследователи говорят, что энергетический уровень гамма-всплесков из этих кусочков дырок можно обнаружить с помощью атмосферных черенковских телескопов, таких как Высокий -Высотная вода Черенкова (HAWC) Гамма-обсерватория. HAWC наблюдает фотоны в диапазоне от 100 ГэВ до 100 ТэВ.
Остается много вопросов. Авторы говорят, что эти кусочки ЧД будут излучать наибольшую энергию ближе к моменту испарения. Но когда кусочки ЧД испускаются в интенсивной гравитационной среде при слиянии ЧД, это может повлиять на их излучение Хокинга.
То же самое верно, если кусочки испускаются с релятивистскими скоростями. Оба этих фактора могут изменить свои спектры до того, как они достигнут наших детекторов.
В Стандартной модели физики элементарных частиц есть моменты, когда что-то не получается из-за нашего непонимания. Авторы отмечают, что некоторые новые физические явления, не наблюдавшиеся ранее, также могут искажать спектры маленьких черных дыр, что затрудняет их наблюдение.
У этих маленьких черных дыр размером с астероид есть еще один действительно интересный аспект. Поскольку физика в самой ранней Вселенной была иной, возможно, они были созданы тогда. Если бы они были и если бы они к настоящему времени не испарились, они могли бы представлять собой темную материю».
«Следовательно, наблюдение излучения Хокинга от кусочков ЧД может пролить свет не только на вопрос о производстве таких кусочков. но также и о физике элементарных частиц при энергиях, недоступных нынешним и будущим экспериментам на коллайдерах, несущих в себе отпечатки новой физики, основанной на суперсимметрии, сложной динамике или дополнительных измерениях, и это лишь некоторые из них», — пишут авторы.
Эта статья была первоначально опубликована журналом Universe Today. Прочтите оригинал статьи.
