Черная дыра, которая поет

Запутанная Физика,
статья Дженнифер Уле (Jennifer Ouellette )
7 июля 2009 года

Продолжается неделя черных дыр здесь, на Запутанной Физике. И нет конца удивительным фактам об этих загадочных объектах. Одно из моих самых любимых открытий последних лет - обнаружение в 2003 году "поющей черной дыры" в центре галактики в Скоплении Персея, в 250 миллионах световых лет от Земли. Она в действительности не выводит трели наподобие известных оперных арий вроде "Nessun Dorma" - так, что репутация Лучано Паваротти (Luciano Pavarotti) не подвергается сомнению - а всего лишь поет одну ноту: си-бемоль. Но это самая низкая си-бемоль, которую когда-либо слышали.

Ученые из Кембриджского Университета использовали ноту До в середине фортепианной клавиатуры как отправную точку при определении того, куда попадает эта жужжащая нота, излучаемая черной дырой, и оказалось что она отстоит от До на один или полтора тона.

Однако, эта Си-бемоль находится колоссально далеко от среднего До - 57 октав, в миллионы, миллиарды раз ниже, чем может услышать человеческое ухо, что дает частоту звуковых волн в 10 миллионов лет в сравнении с 1/20 секунды.

Эти звуковые волны передаются через куски пыли и газа, составляющие межзвездное пространство. Чандра увидел множество концентрических кругов размером в 30 тысяч световых лет. Эта рябь создана гравитационными возмущениями со стороны всех этих галактик Скопления Персея. Черная дыра втягивает в себя материю, но в течение этого процесса, из нее выбрасываются струи материала, создавая волны давления. С точки зрения ученых волны давления - всего лишь звуковые волны. В любом случае, Рентгеновская обсерватория НАСА Чандра обнаружила рентгеновское излучение в 2003 году, дав косвенное подтверждение "поющей" черной дыры.

Звуковые волны, несущие акустическую энергию, нагревают рассеянный в скоплении газ, который в противном случае был бы холоднее. Но это не просто какая-то акустическая диковина, повышенная температура приводит к изменению коэффициента образования новых звезд, что очень важно для понимания как эволюционируют звездные структуры Вселенной.

Наша музыкальная черная дыра в Скоплении Персея может быть всего лишь чудом, играющим одну-единственную ноту, но Паваротти никогда не обещал так много, связанного с открытием загадок формирования галактик...

Фото: звуковые волны от черной дыры в созвездии Персея. Источник: NASA/Chandra.

Комментарий доктора Майкла: вот вам и музыка сфер - токката и фуга си-бемоль мажор... Кто сказал, что в космосе невозможны акустические волны? Еще раз, это не электромагнитное излучение, а настоящий звук, представляющий собой сгущения-разрежения среды (в данном случае - межзвездного газа). Непонятно вот только, как акустическая волна может существовать в столь разреженном газе. Но если она таки существует, я знаю, как будет называться наука, изучающая эти колебания - межзвездная акустика. Кто тут крайний в межзвездные акустики?? Никого? Так я первым буду! :)
Интересно, какие затраты энергии нужны для передачи слышимого ухом сигнала через межгалактическое пространство? ...