Сила их излучения слишком мала для того, чтобы их можно было обнаружить при помощи любых существующих телескопов
ТАСС, 3 января. Европейские физики разработали подход, позволяющий использовать данные по колебаниям орбит спутников глобальных навигационных систем для поисков возможных следов существования так называемых примордиальных черных дыр. Эти замеры помогут найти или значительно сузить поле допустимых размеров и масс этих объектов, пишут исследователи в статье, размещенной в электронной библиотеке arXiv.org.
"Мы впервые предложили использовать замеры гравиметрических научных приборов и параметры орбит спутников глобальных навигационных систем для поиска аномалий, порожденных скоплениями темной материи и примордиальными черными дырами, которые сближаются с Землей на достаточно близкое расстояние. Работа этого подхода уже была проверена на базе одного из спутников навигационной системы Galileo", - пишут исследователи.
Примордиальные черные дыры представляют собой миниатюрные аналоги обычных и сверхмассивных черных дыр. Они сопоставимы по массе не со звездами и галактиками, а планетами. Как предполагают космологи, такие черные дыры могли появиться в первые мгновения жизни Вселенной из-за появления неоднородностей в распределении материи по ее пространству. Самые крупные из них могли дожить и до наших дней, однако при этом их размеры и масса постепенно уменьшаются из-за формирования так называемого излучения Хокинга.
Сила этого излучения слишком мала для того, чтобы подобные черные дыры можно было обнаружить при помощи любых существующих телескопов. Группа европейских физиков под руководством профессора Брюссельского свободного университета (Бельгия) Себастьяна Клессе разработала подход, который позволяет косвенным образом использовать существующие навигационные спутники для поиска примордиальных черных дыр в ближайших окрестностях Земли, а также поисков небольших скоплений темной материи.
Поиски невидимых "соседей" Земли
Работа этого подхода основывается на простом предположении - прохождение примордиальной черной дыры или небольшого скопления темной материи рядом с нашей планетой будет сказываться на характере движения околоземных искусственных спутников, в том числе на испытываемое ими ускорение и большую полуось их орбиты. В комбинации с данными со специализированных спутников и наземных станций, изучающих гравитационное поле Земли, это позволяет определять примерную массу и положение источников гравитационных возмущений.
Руководствуясь подобными соображениями, ученые просчитали, насколько хорошо один спутник навигационной системы Galileo или же вся флотилия этих зондов будет справляться с обнаружением примордиальных черных дыр. Эти расчеты показали, что один аппарат способен фиксировать подобные объекты на относительно небольшом расстоянии от Земли, порядка 1,5 астрономических единиц (средних дистанций между Солнцем и нашей планетой), однако комбинация данных с большого числа аппаратов позволит резко расширить пределы поисков примордиальных черных дыр.
В частности, ученые прогнозируют, что использование орбитальных данных по всем спутникам систем навигации за 28 лет их работы на орбите Земли позволит примерно на порядок улучшить результаты расчетов российских астрономов, которые в 2013 году использовали таблицы координат Солнца, планет и других небесных тел для поисков скоплений темной материи и примордиальных черных дыр, которые могут скрываться внутри пределов всей Солнечной системы и обладать массой, сопоставимой с астероидом или небольшой планетой.
Как отмечают ученые, это позволит значительно сузить поле допустимых размеров этих объектов перед запуском орбитальной обсерватории eLISA, которая будет способна улавливать гравитационные колебания, порождаемые примордиальными черными дырами в очень широком диапазоне масс. По текущим планам Европейского космического агентства, запуск этой миссии намечен на вторую половину 2030-х годов.