Was sind praktische Überlegungen zur Hinterhof-Radioastronomie-Erkennung von Schwarzen Löchern?

Offensichtlich direkte Beobachtung eines Schwarzen Lochs für einen Amateurastronomen, wie beschrieben für was Profis in der Frage "Wie werden Schwarze Löcher gefunden?" Wäre dies nahezu unmöglich, würden die Beobachtungen auf deren Auswirkungen auf die umgebende Materie (insbesondere Akkretionsscheiben und -strahlen) beruhen und wahrscheinlicher die Strahlungssignale erfassen.

Welche praktischen Überlegungen müsste ein Hinterhof-Radioastronom angesichts der Tatsache, dass die Standorte vieler Schwarzer Löcher bekannt sind, berücksichtigen, um versuchen zu können, Schwarze Löcher zu erkennen?

Die Erfassung von Pulsaren und Gammastrahlen durch Amateurfunkastronomie wird in der Einführung in die Radioastronomie (Gesellschaft der Radioastronomen) praktisch erörtert. Diese Frage lautet, welche praktischen Überlegungen erforderlich wären, um diese Techniken auf die Erfassung von Schwarzen Löchern auszudehnen.

Die Auflösungs- / Fehlerbox. Die Radioastronomie wurde immer durch die Auflösung behindert, da sie umgekehrt proportional zur Größe des Teleskops ist und die Herstellung größerer Teleskope (auch mit Interferometrie) nicht immer einfach ist. Keine Menge moderner Technologie kann einen großen effektiven Durchmesser ersetzen. (Wenn ich effektiv sage, beziehe ich Interferometrie hier ein; so oder so braucht man eine große Fläche, auf der man aufbauen kann).

Werfen wir einen Blick auf Rebers erstes Papier ^1, in dem er zum ersten Mal den Himmel kartografierte:

Im Diagramm auf der linken Seite, von oben nach unten, die drei Spitzen in der Konturkarte sind Cas A , Cyg A und schließlich Sgr A . Die beiden letzteren haben einen Ursprung im Schwarzen Loch, der erstere ist ein Supernova-Überrest.

Das Auflösungsvermögen von Rebers Teleskop scheint hier 6 Grad gewesen zu sein, und es hatte einen Durchmesser von 31,4 Fuß (und er konzentrierte sich auf eine Wellenlänge von 1,9 m).

Nach dem Rayleigh-Kriterium ist die Winkelauflösung proportional zur Wellenlänge geteilt durch den Durchmesser. Wie bereits erwähnt, ist dies der Haupteinschränkungsfaktor für Radioastronomiker und wird es sein, was Amateurradioastronomiker davon abhält, großartige Teleskope zu bauen - Amateure haben normalerweise weder Hektar noch Land, um ein gutes Interferometer (geschweige denn die Präzision) zu bauen, und Single -Schüsselteleskope können von einem Amateur nicht zu groß gemacht werden. Man kann feststellen, dass ich hier ziemlich alte Beobachtungen an alten Teleskopen zitiere; aber da der Radiotechnik fast nicht verändert hat , so viel wie Größe hat, sollte es in Ordnung sein Amateurteleskopen mit den kleineren Teleskopen der Vergangenheit zu vergleichen.

Jetzt war Cyg A das erste, das als Schwarzes Loch identifiziert wurde, obwohl gleichzeitig die Radiohelligkeit von Sgr A entdeckt wurde. Ich konzentriere den Rest meiner Analyse aus diesem Grund auf Cyg A, da es naheliegend ist, dass das erste bestätigte BH aus den helleren Radioquellen deutlichere Anzeichen dafür hätte, dass es sich um ein Schwarzes Loch handelt.

Schauen wir uns Cyg A mit einer besseren Auflösung an:

(Aus dieser Veröffentlichung ² unter Verwendung des 5 km-Arrays )

Beachten Sie, dass der schwarze Fleck in der Mitte die eigentliche Galaxie ist (wahrscheinlich ein optisches Foto, das der Konturkarte überlagert ist).

Wir können sehen, dass die Lappen weniger als eine Minute breit sind. (Die tatsächliche Galaxie ist ungefähr 50 Bogensekunden breit )

Das Interessanteste, was man hier sehen möchte, sind für mich die Gasdüsen, die aus der Zentralgalaxie kommen. Wie in meiner Antwort hier erwähnt , befinden sich diese radioemittierenden Gasstrahlen über Tausende von Lichtjahren in einer konstanten Linie, was darauf hinweist, dass sie von einer Art kosmischem Gyroskop stammen, das schon sehr lange stabil ist. Doch selbst mit dem Ryle-Teleskop konnten sich die Menschen von 1969 kein Bild von ihnen machen. nur ein kleiner Hinweis auf ihre Existenz von der Form der Lappen.

Okay, also keine Gasdüsen. Was kann noch auf ein Schwarzes Loch hindeuten? Sie könnten versuchen, die Lappen selbst zu betrachten. Sie weisen nicht direkt auf das Vorhandensein eines Schwarzen Lochs hin, aber ihre Form deutet darauf hin, dass sie aus Jets gebildet wurden (dies ist im Nachhinein so ziemlich im Rückblick).

Mit einer Keulengröße von weniger als einer Bogenminute kann auch ein Amateur hier nicht viel erreichen. Es ist möglich, dass ein wirklich gutes Amateurteleskop nur bemerken würde, dass es zwei Lappen gibt, aber soweit ich das beurteilen kann, nicht viel anderes.

Die anderen interessanten Teile wären die Zentralgalaxie selbst, aber sie ist zu klein. Im optischen Bereich kann man Baades "kollidierende Galaxien" sehen (es sieht nur aus wie ein Paar kollidierender Galaxien). Die Gravitationseffekte (Linseneffekte usw.) sind wirklich nur in der Optik und darüber hinaus sichtbar. Um im Radio sichtbar zu sein, müssten wir sehr viel Glück haben und hinter Cyg A eine riesige Funkquelle haben - was nicht so schnell passiert.

Ich bin mir ziemlich sicher, dass eine ähnliche Analyse für Sgr. A oder einen anderen Kandidaten für ein Schwarzes Loch funktionieren würde. Die Gasstrahlen wären für eine Amateur-Hochfrequenzauflösung zu klein, und die Gravitationseffekte des Schwarzen Lochs würden nur bei den optischen und Röntgenfrequenzen gut funktionieren.

^{1. Reber, G. (1944). Kosmische Systematik The Astrophysical Journal , 100, 279.}

^{2. Mitton, S. & Ryle, M. (1969). Hochauflösende Beobachtungen von Cygnus A bei 2,7 GHz und 5 GHz. Monatliche Mitteilungen der Royal Astronomical Society , 146, 221.}

Ein weiteres Problem für einen Amateur, der nach Schwarzen Löchern sucht, besteht darin, dass die verräterische Signatur eines Schwarzen Lochs, das in Form von durchgehenden Röntgen - und Gammastrahlen oder Strahlenexplosionen auftritt, von der Erdoberfläche aus nicht beobachtet werden kann, da die Atmosphäre (zum Glück) ) schützt uns vor solchen Dingen.

Deshalb muss man in den Weltraum oder auf die Oberfläche eines Planeten ohne Atmosphäre gehen (der Mond wäre geeignet, der Mars sollte es auch tun, da der atmosphärische Druck dort 6 Millibar beträgt und die Weltraumstrahlen den ganzen Weg zum Planeten fliegen Oberfläche im Vergleich zu 700-1000 Millibar auf der Erde auf Meereshöhe), oder senden Sie Ihr eigenes Weltraumteleskop, wie z

http://xmm.esac.esa.int/ XMM Newton

http://chandra.harvard.edu/

und speziell

http://www.nasa.gov/mission_pages/nustar/main/index.html

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