Į saulę panašios žvaigždės orbita atskleidžia artimiausią kada nors rastą juodąją skylę: ScienceAlert

1916 m. Karlas Schwarzchildas iškėlė juodųjų skylių egzistavimo teoriją kaip Einšteino lauko lygčių sprendimą savo Bendrosios reliatyvumo teorijoje.

Iki XX amžiaus vidurio astronomai pirmą kartą pradėjo aptikti juodąsias skyles netiesioginiais metodais, kurių metu buvo stebimas jų poveikis aplinkiniams objektams ir erdvei.

Nuo devintojo dešimtmečio mokslininkai tyrinėjo supermasyvias juodąsias skyles (SMBH), kurios yra daugumos masyvių galaktikų Visatoje centre. Ir iki 2019 m. balandžio mėn Įvykio horizonto teleskopas (EHT) bendradarbiavimas išleido pirmąjį SMBH vaizdą.

Šie stebėjimai yra galimybė išbandyti fizikos dėsnius ekstremaliausiomis sąlygomis ir pasiūlyti įžvalgų apie jėgas, kurios suformavo Visatą.

Pasak a neseniai Tarptautinė tyrimų grupė rėmėsi EKA duomenimis Gaia observatorija stebėti į Saulę panašią žvaigždę su keistomis orbitos savybėmis. Dėl savo orbitos pobūdžio komanda padarė išvadą, kad ji turi būti juodosios skylės dvejetainės sistemos dalis.

Tai daro ją artimiausia mūsų Saulės sistemai juodąja skyle ir reiškia, kad mūsų galaktikoje egzistuoja nemaža neveikiančių juodųjų skylių populiacija.

Tyrimui vadovavo Kareemas El-Badry, Harvardo draugijos narys, astrofizikas Harvardo-Smitsono astrofizikos centras (CfA) ir Maxo Plancko astronomijos institutas (MPIA).

Prie jo prisijungė mokslininkai iš CfA, MPIA, Caltech, UC Berkeley, Flatiron instituto. Kompiuterinės astrofizikos centras (CCA), Weizmanno mokslo institutas, Paryžiaus observatorijaMIT Kavli Astrofizikos ir kosmoso tyrimų institutasir keli universitetai.

The popierius kuriame aprašomos jų išvados, bus paskelbtos Karališkosios astronomijos draugijos mėnesiniai pranešimai.

Kaip El-Badry elektroniniu paštu paaiškino „Universe Today“, šie stebėjimai buvo platesnės kampanijos, skirtos identifikuoti neveikiančias juodąsias skyles įprastoms žvaigždėms Paukščių Tako galaktikoje, dalis.

„Pastaruosius ketverius metus ieškojau neveikiančių juodųjų skylių, naudodamas įvairius duomenų rinkinius ir metodus“, – sakė jis.

„Ankstesni mano bandymai atskleidė įvairius dvejetainių duomenų, kurie prisidengia juodosiomis skylėmis, žvėriją, tačiau tai buvo pirmas kartas, kai paieškos davė vaisių.

Šio tyrimo tikslais El-Badry ir jo kolegos rėmėsi duomenimis, gautais Europos kosmoso agentūros (ESA) Gaia observatorijos. Ši misija praleido beveik dešimtmetį matuojant beveik 1 milijardo astronominių objektų, tokių kaip žvaigždžių, planetų, kometų, asteroidų ir galaktikų, padėtis, atstumus ir tinkamą judėjimą.

Stebėdama objektų judėjimą, kai jie skrieja aplink Paukščių Tako centrą (technika, žinoma kaip astrometrija), Gaia misija siekia sukurti tiksliausią kada nors sukurtą 3D kosmoso katalogą.

Savo tikslams El-Badry ir jo kolegos ištyrė visas 168 065 „Gaia Data Release 3“ (GDR3) žvaigždes, kurios, atrodo, turi dviejų kūnų orbitas.

Jų analizė aptiko ypač perspektyvų kandidatą, G tipo (geltoną žvaigždę), pažymėtą Gaia DR3 4373465352415301632 – savo tikslams komanda pavadino ją Gaia BH1. Remdamasis pastebėtu orbitos sprendimu, El-Badry ir jo kolegos nustatė, kad ši žvaigždė turi turėti juodosios skylės dvejetainį kompanioną.

El-Badry sakė: “Gaia duomenys riboja, kaip žvaigždė juda danguje, nubrėždama elipsę, kai ji skrieja aplink juodąją skylę. Orbitos dydis ir jos periodas apriboja jos nematomos kompanionės masę – maždaug 10 saulės masių.

“Siekdami patvirtinti, kad “Gaia” sprendimas yra teisingas, ir atmesti alternatyvas be juodųjų skylių, žvaigždę stebėjome spektroskopiškai su keliais kitais teleskopais. Tai sugriežtino mūsų suvaržymus kompanionės masei ir įrodė, kad ji tikrai “tamsi”.

Norėdami patvirtinti savo pastabas, komanda analizavo Gaia BH1 radialinio greičio matavimus iš kelių teleskopų.

Tai apėmė WM Keck observatorijos didelės raiškos Echelle spektrometrą (NUOMA), MPG/ESO teleskopo pluošto tiekimo išplėstinio nuotolio optinis spektrografas (FEROS) spektrografas, labai didelis teleskopas (VLT) X-Shooter spektrografas, Dvynių kelių objektų spektrografai (GMOS), Magellan Echellette (MagE) spektrografas ir didelio dangaus ploto kelių objektų pluošto spektroskopinis teleskopas (LAMOST).

Panašiai kaip ir naudojant egzoplanetų medžioklės metodą (Doplerio spektroskopija), šių instrumentų pateikti spektrai leido komandai stebėti ir išmatuoti gravitacines jėgas, veikiančias jos orbitą. Šie tolesni stebėjimai patvirtino Gaia BH1 orbitinį sprendimą ir tai, kad su juo skrieja maždaug 10 saulės masių palydovas.

Kaip nurodė El-Badry, šie radiniai gali būti pirmoji juodoji skylė Paukščių Take, kuri nebuvo pastebėta remiantis rentgeno spinduliais ar kitais energetiniais išmetimais:

“Modeliai prognozuoja, kad Paukščių Take yra apie 100 milijonų juodųjų skylių. Tačiau mes jų pastebėjome tik apie 20. Visos ankstesnės, kurias stebėjome, yra “rentgeno dvejetainiuose”: juodoji skylė ėda kompanionę žvaigždę , ir ji ryškiai šviečia rentgeno spinduliuose, nes tos medžiagos gravitacinė potenciali energija paverčiama šviesa.

“Tačiau tai tik ledkalnio viršūnė: gali slypėti daug didesnė populiacija, paslėpta plačiau atskirtuose dvejetainiuose elementuose. Gaia BH1 atradimas išryškina šią populiaciją ankstyvoje šviesoje.”

Jei šie radiniai pasitvirtins, tai gali reikšti, kad Paukščių Take yra didelė neveikiančių juodųjų skylių populiacija. Tai reiškia juodąsias skyles, kurios nėra akivaizdžios iš ryškių diskų, spinduliuotės pliūpsnių ar didelio greičio čiurkšlių, sklindančių iš jų polių (kaip dažnai būna kvazarų atveju).

Jei šie objektai yra visur mūsų galaktikoje, pasekmės žvaigždžių ir galaktikos evoliucijai gali būti labai didelės. Tačiau gali būti, kad ši konkreti neveikianti juodoji skylė yra išskirtinė ir nerodo didesnės populiacijos.

Siekdami patikrinti savo išvadas, El-Badry ir jo kolegos nekantriai laukia „Gaia Data Release 4“ (GDR 4), kurio data dar nenustatyta ir kuriame bus visi duomenys, surinkti per penkerių metų nominalią misiją (GDR 4). ).

Į šį leidimą bus įtraukti patys naujausi astrometriniai, fotometriniai ir radialinio greičio katalogai visoms stebimoms žvaigždėms, dvejetainiams, galaktikų ir egzoplanetų.

Penktoji ir paskutinė versija (GDR 5) apims duomenis iš vardinės ir pratęstos misijos (visų 10 metų).

„Remiantis BH kompanioninių atvejų dažniu, numatytu Gaia BH1, apskaičiavome, kad kitas Gaia duomenų leidimas leis atrasti dešimtis panašių sistemų“, – sakė El-Badry.

“Turint tik vieną objektą, sunku tiksliai žinoti, ką tai reiškia apie populiaciją (tai gali būti tiesiog nelygybė, atsitiktinumas). Džiaugiamės gyventojų demografiniais tyrimais, kuriuos galėsime atlikti su didesnėmis imtimis.”

Šį straipsnį iš pradžių paskelbė Visata šiandien. Skaityti originalus straipsnis.

Leave a Comment

Your email address will not be published.