Гравитомагнитный монополь как альтернативное объяснение черной дыры

Телескоп Event Horizon вошел в историю науки, когда сделал первое изображение сверхмассивной черной дыры в галактике M87. Новое исследование предлагает альтернативные объяснения массивного компактного объекта в центре этой галактики, задавая вопрос, может ли он содержать гравитомагнитный монополь.

Телескоп Event Horizon (EHT) недавно нанес на карту центральный компактный объект галактики M87 с беспрецедентным угловым разрешением. Выдающийся прорыв был интерпретирован на основе теории о том, что M87 содержит вращающуюся или «керровскую» черную дыру.

Новое исследование, опубликованное в EPJ C Чандрачуром Чакраборти и Цинцзюань Ю из Института астрономии и астрофизики им. Кавли Пекинского университета (KIAA-PKU), Масумех Гасеми-Нодехи и Юджун Лу из Национальной астрономической обсерватории Китая рассматривает возможные альтернативные объяснения для изображения.

«Сотрудничество EHT попыталось показать, что наблюдаемое изображение в целом соответствует ожиданиям тени черной дыры Керра», — говорит Чакраборти. «Поскольку альтернативы ЧД Керра не были исключены, мы исследовали, согласуются ли данные EHT с альтернативными моделями для центрального объекта M87».

Далее он объясняет, что у него и его соавторов была одна основная цель — показать, как гравитомагнитный монополь — «или параметр NUT» — влияет на размер и форму тени и можно ли исключить его существование в M87*. «Чтобы показать это, мы используем значения параметров наблюдений первого изображения M87* и обнаружили, что ненулевой гравитомагнитный монополь все еще совместим с текущими наблюдениями EHT», — говорит Чакраборти.

Далее Чакраборти объясняет, что такое гравитомагнитный монополь: «В природе северный и южный магнитные полюса всегда идут рука об руку. Разрезание стержневого магнита пополам просто создает два магнита, каждый из которых по-прежнему имеет два полюса, вместо того, чтобы создавать отдельные северный и южный полюса на каждой половине. Однако их электростатические родственники, положительные и отрицательные заряды, существуют независимо».

Исследователь добавляет, что в теоретической физике гравитация и электромагнетизм имеют аналогичные черты.

«Масса рассматривается как аналог электрического заряда. Поэтому мы называем массу гравитоэлектрическим зарядом», — говорит Чакраборти. «Следующий вопрос: существует ли в природе гравитомагнитный заряд или так называемый гравитомагнитный монополь?»

В статье авторы предполагают, что объект M87* может содержать гравитомагнитный монополь и, следовательно, может быть описан как более общее пространство-время Керра-Тауба-NUT, где пространство-время Керра является частным случаем пространства-времени Керра-Тауба-NUT с исчезающим гравитомагнитным монополем.

«В этом смысле нет неверных моделей, и это существенно ограничивает пространственно-временную структуру центрального компактного радиоисточника в M87», — заключает Чакраборти, добавляя, как можно проверить конкурирующие теории.

«По сути, точные измерения как размера тени, так и асимметрии могут наложить сильные ограничения на параметр Керра и параметр NUT и устранить расхождения между пространством-временем Керра и Керра-Тауба-NUT, в том числе между черными дырами и обнаженными сингулярностями».