Können einzelne Schwarze Löcher durch ihren Linseneffekt beobachtet werden?

Ein Kommentar zu einer Frage, die ich gestellt habe, hat mich verwirrt. Ich fragte nach der Möglichkeit, ein binäres Schwarzes Loch zu beobachten, indem ich die Linse untersuchte, die das Binärsystem erzeugt. Eine Binärdatei hat einen anderen Linseneffekt als ein einzelnes Loch. Meine Vorstellung vom Lensing wird auf den Kopf gestellt. Ich nahm an, dass es möglich ist, ein Loch durch Linsen zu sehen. Was es laut Kommentar nicht ist. Das Loch ist in der Tat winzig (nur 3 Kilometer im Fall eines Sonnenmassenlochs), aber bedeutet dies, dass sich das Bild der dahinter liegenden Sterne nicht ändert? Natürlich muss sich das Loch von hier aus in Richtung der Sterne bewegen. Ist das vielleicht nicht so?

3 km in einer Entfernung von über 1000 Lichtjahren sind ziemlich klein. ;) en.wikipedia.org/wiki/List_of_nearest_black_holes
@PM2Ring Ja, das stimmt ... Ich vermute, dass aus welcher Richtung auch immer nicht genug Licht in das Loch eindringt, um hier beobachtbar zu sein. Aber was ist mit der Behauptung, dass BHs Spiegel sind? Sind nur die Großen dabei?
Zählen die „Bilder“ des Event-Horizon-Teleskops?
@mmeent Ich denke, das Bild, auf das Sie sich beziehen, zeigt den Schatten des Schwarzen Lochs ias.edu/press-releases/2020/eht-gr-test
@DaddyKropotkin Die Bilder des Event Horizon Telescope zeigen absolut die Linsenbildung durch das BH; Der Bogen an der "Spitze" ist Licht von der Akkretionsscheibe hinter dem BH, gebogen, wenn er in der Nähe des BH vorbeigeht.
@PeterErwin Danke für die Klarstellung!

Antworten (2)

Im Prinzip sicher. Das Grundphänomen der Linsenbildung tritt auf Skalen des „Einstein-Radius“ auf, der nur eine Funktion der Masse der Linse (z. B. Stern oder Schwarzes Loch) ist, nicht ihrer Kompaktheit. Sogenannte „Mikrolinsenbildung“ tritt auf, wenn die relative Bewegung einer Linsenmasse (der „Linse“) und eines weiter entfernten Sterns (des „versehenen“ Objekts) den Stern in den projizierten Einstein-Radius der Linse bringt, wodurch mehrere Bilder von erzeugt werden der Hintergrundstern (oder, wenn die Linse und der Hintergrundstern fast perfekt aufeinander ausgerichtet sind, ein Lichtring)[1]. Wir können die mehreren Bilder nicht auflösen , also sehen wir, dass der Hintergrundstern heller wird (und dann schwächer wird, wenn er den Einstein-Radius verlässt).

Die Mikrolinsenbildung von Sternen (z. B. Sternen in der Galaktischen Ausbuchtung) wurde viele Male beobachtet; Menschen haben sogar sekundäre Verstärkungen aufgrund eines massiven Planeten entdeckt, der um den Lensing-Stern kreist und seine eigene Mikrolinsen-Signatur erzeugt .

Das einzige Problem ist, dass die Mikrolinsensignatur aufgrund eines Sterns als Linse ziemlich identisch mit der Signatur einer BH als Linse ist. Der einzige praktische Weg, um zu sagen, was los ist, wäre eine Massenmessung der Linse. Wenn es so wäre, sagen Sie, 10 Sonnenmassen und es gab keinen hellen Stern, der der Linse entsprach (ein tatsächlicher Stern mit dieser Masse wäre sehr hell und wahrscheinlich leichter zu erkennen als der Hintergrundstern!), dann könnte man schlussfolgern, dass die Linse ein dunkles Objekt mit dieser Masse war, und also mit ziemlicher Sicherheit ein BH (seit 10 M viel zu groß für einen Weißen Zwerg oder Neutronenstern).

Dies ist eine Diskussion eines Papiers aus dem Jahr 2016, in dem eine clevere Technik ausprobiert wurde, bei der nach Verschiebungen in der Position des Hintergrundsterns gesucht wurde, um eine bessere Messung der Masse des Linsenobjekts zu erhalten, da alles andere als eine perfekte Ausrichtung außermittige Linsenbilder erzeugen würde ). (Sie haben nicht wirklich etwas gefunden, aber vielleicht in der Zukunft ...?)

[1] Das hat nichts mit der „Photonenkugel“ eines Schwarzen Lochs zu tun; Ein "Einstein-Ring" ist viel, viel größer und benötigt kein Schwarzes Loch als Linse.

Worauf Sie sich hier beziehen, wird Mikrolinsen genannt https://en.wikipedia.org/wiki/Gravitational_microlensing , wenn eine Linse ein kompaktes Objekt ist (wie ein Schwarzes Loch).
Es gibt einige einfache Gleichungen in dem Artikel, damit man den Abstand zwischen den Schwarzen Löchern im binären BH-System berechnen kann, der erforderlich ist, um beobachtet zu werden. Es gibt zwei Erscheinungsformen der Mikrolinse: Änderung der Position des Linsenobjekts und Änderung seiner "Helligkeit". Um den ersteren Effekt zu erkennen, würde ich vorschlagen, dass es erforderlich ist, entfernte kompakte Quasare zu beobachten, die mit der VLBI-Technik https://en.wikipedia.org/wiki/Very-long-baseline_interferometry bei Radiowellenlängen gelinset werden sollen. Dies könnte eine ausreichende Auflösung liefern, um zwischen einer einsamen BH-Linse und einer binären BH-Linse zu unterscheiden. Der Effekt wurde bereits erkannt, aber afaik ohne Chance, die mögliche binäre Natur des Objektivs aufzulösen. Schauen Sie sich das an: https://www.aanda.org/articles/aa/pdf/2013/07/aa21484-13.pdf

Zur weiteren Lektüre finden Sie hier weitere Fragen mit dem Stichwort „Mikrolinsen“ .