Пульсары замечаны возле сверхмассивной черной дыры
Миллисекундные пульсары — удивительные астрономические инструменты. Это быстро вращающиеся нейтронные звезды, которые излучают лучи радиоэнергии со своих магнитных полюсов, и когда они выровнены правильно, мы видим их как быстро мигающие радиомаяки. Они мигают с такой регулярностью, что мы можем рассматривать их как космические часы. Любое изменение в их движении можно измерить с предельной точностью. Астрономы использовали миллисекундные пульсары для измерения их орбитального распада из-за гравитационных волн и для наблюдения за фоновым гравитационным грохотом Вселенной. Их даже предлагали как метод небесной навигации. Возможно, вскоре они смогут проверить самую фундаментальную природу гравитации.
Поскольку пульсары являются остатками массивных звезд, наша галактика, скорее всего, заполнена ими. Хотя на данный момент мы наблюдали только около 2000 пульсаров, по оценкам, в Млечном Пути может существовать около миллиарда пульсаров. Сейчас они слишком слабы, чтобы мы могли их увидеть, либо потому, что они окутаны пылью, либо потому, что находятся на другом конце галактики. Но это означает, что в центральной области галактики должно быть несколько пульсаров, и некоторые из них могут вращаться вокруг нашей сверхмассивной черной дыры Sag A*. Если мы сможем наблюдать миллисекундные пульсары, вращающиеся вокруг Sag A*, мы сможем проверить общую теорию относительности Эйнштейна способами, которые в настоящее время невозможны.
Центр нашей галактики окутан газом и пылью, но благодаря радиоастрономии мы можем заглянуть сквозь завесу и увидеть этот регион. Нам уже давно удалось увидеть несколько звезд, вращающихся вокруг Sag A*. Наблюдая за их движением на протяжении десятилетий, мы смогли подтвердить, что общая теория относительности справедлива даже в сильных гравитационных полях вблизи черной дыры. Но наши измерения недостаточно точны, чтобы отличить предсказания общей теории относительности от конкурирующих теорий гравитации. Хотя модифицированные гравитационные модели, такие как квадратичный лагранжиан (AQUAL) и тензорно-векторно-скалярная гравитация (TeVeS), не популярны, они согласуются со звездными наблюдениями, которые мы имеем вблизи нашей сверхмассивной черной дыры.
Миллисекундные пульсары позволят астрономам точно измерить орбитальную динамику вблизи Sag A*, дав нам подробное представление о том, как сильные гравитационные поля взаимодействуют с массой. Он мог бы обеспечить достаточно точные экспериментальные тесты, чтобы отличить общую теорию относительности от других моделей. Поэтому большая группа астрономов начала искать близлежащие миллисекундные пульсары в данных Телескопа горизонта событий (EHT). Хотя коллаборация EHT опубликовала первое изображение Sag A* только в 2022 году, данные о нашей сверхмассивной черной дыре они собирают с 2017 года. Наблюдения не просто содержат данные для изображения, они также содержат наблюдения за окружающее пространство и такие вещи, как поляризация радиоизлучения. Если в этом регионе есть миллисекундные пульсары, доказательства их существования могут быть скрыты в наблюдениях EHT. Однако из-за окружающей пыли и ограничений чувствительности наших наблюдений сигналы будут очень слабыми.
Для этого исследования, которое теперь опубликовано на сервере препринтов arXiv, команда использовала три метода обнаружения, основанные на анализе Фурье, который представляет собой математический метод, позволяющий обнаруживать закономерности в данных. Поскольку пульсары излучают регулярные импульсы, они будут выделяться на фоне случайного шума. К сожалению, команда не нашла доказательств существования каких-либо новых, ранее неизвестных пульсаров. Это не так уж удивительно, учитывая, что даже по оценкам команды, данные EHT смогут обнаружить в лучшем случае 2% пульсаров. И это только исследование первого раунда данных. Существует еще много данных EHT для изучения, и EHT продолжает собирать данные по региону. Даже если EHT не обнаружил пульсаров, это не значит, что их нет. Миллисекундные пульсары почти наверняка вращаются вокруг сверхмассивных черных дыр Млечного Пути, как и звезды, которые мы можем видеть сейчас. Это только вопрос времени, когда мы их найдем.
