Astronomers may have detected a ‘dark’ free-f

Microlensing Compact Object

Slika: vesoljski teleskop Hubble Slika oddaljene zvezde, ki jo je osvetlil in popačil neviden, a zelo kompakten in težak predmet med njo in Zemljo. Kompaktni objekt – po ocenah astronomov UC Berkeley je med 1,6 in 4,4-krat večji od mase našega Sonca – bi lahko bila prosto lebdeča črna luknja, ena od morda 200 milijonov v galaksiji Rimska cesta.
pogled Več

kredit: Slika z dovoljenjem STSCI/NASA/ESA

Če, kot verjamejo astronomi, smrt masivnih zvezd za seboj pusti črne luknje, jih mora biti na stotine milijonov raztresenih po galaksiji Rimska cesta. Težava je v tem, da so izolirane črne luknje nevidne.

Zdaj je ekipa, ki jo vodi kalifornijska univerza Berkeley, astronomi prvič odkrila, kaj bi lahko bila prosto lebdeča črna luknja z opazovanjem svetlosti bolj oddaljene zvezde, ker njeno svetlobo oddaja močno gravitacijsko polje objekta. Popačeno je bilo – zato – imenovano gravitacijsko mikrolečenje.

ekipa, ki jo vodita podiplomski študent Casey Lam in Jessica Lu, izredni profesor astronomije UC Berkeley, ocenjuje, da ima nevidni kompaktni objekt maso med 1,6 in 4,4-krat večjo od Sonca. Ker astronomi verjamejo, da mora biti ostanek mrtve zvezde težji od 2,2 sončne mase, da se sesede v črno luknjo, raziskovalci z UC Berkeley opozarjajo, da je predmet morda nevtronska zvezda in ne črna luknja. Nevtronske zvezde so tudi gosta, zelo kompaktna telesa, vendar je njihova gravitacija uravnovešena z notranjim nevtronskim tlakom, ki preprečuje, da bi se črna luknja še bolj zrušila.

Ne glede na to, ali gre za črno luknjo ali nevtronsko zvezdo, je predmet prvi temni zvezdni ostanek – zvezdni »duh« –, ki ga odkrijejo, kako potuje po neodkriti galaksiji z drugo zvezdo.

“To je prva prosto plavajoča črna luknja ali nevtronska zvezda, odkrita z gravitacijskim mikrolečanjem,” je dejal Lu. “Z mikrolečenjem lahko preučimo in tehtamo te osamljene, kompaktne predmete. Mislim, da smo odprli novo okno za te temne predmete, ki jih ni mogoče videti drugače.”

Ugotavljanje, koliko teh kompaktnih objektov naseljuje galaksijo Rimska cesta, bo astronomom pomagalo razumeti evolucijo zvezd – zlasti, kako umrejo – in o naši Rimski cesti, ter morda razkrilo, zakaj obstajajo nevidne črne luknje Primitivne črne luknje, ki jih nekateri kozmologi menijo, da so bili med Velikim pokom proizvedeni v velikih količinah.

Analiza Lama, Lua in njihove mednarodne ekipe je bila sprejeta za objavo v The Astrophysical Journal Letters. Analiza vključuje še štiri druge dogodke mikrolečenja, za katere je skupina ugotovila, da jih ni povzročila črna luknja, čeprav sta bila dva verjetno posledica bele pritlikavke ali nevtronske zvezde. Skupina je tudi ugotovila, da je potencialna populacija črnih lukenj v Rimski cesti 200 milijonov – več, kot je predvidevala večina teoretikov.

Isti podatki, drugačna ugotovitev

Konkurenčna ekipa iz Znanstvenega inštituta za vesoljski teleskop (STScI) v Baltimoru je analizirala isti pojav mikroleče in trdila, da ima kompaktni objekt maso blizu 7,1 sončne mase in je nedvomno črna luknja. Prispevek, ki opisuje analizo skupine STSCI, ki jo vodi Kailash Sahuje bil sprejet za objavo v The Astrophysical Journal,

Obe ekipi sta uporabili iste podatke: fotometrične meritve svetlosti oddaljene zvezde s superkompaktnim objektom, ko je bila njegova svetloba popačena ali “leči”, in astrometrične meritve lokacije oddaljene zvezde na nebu kot posledica gravitacije. predmet meritve leče. Fotometrični podatki so bili pridobljeni iz dveh raziskav mikrolečevanja: Optical Gravitation Lensing Experiment (OGLE), ki uporablja 1,3-metrski teleskop v Čilu, ki ga izvaja Univerza v Varšavi, in eksperimenta Microlensing Observation in Astrophysics (MOA), ki je nameščen na 1,8-m. Meter teleskop na Novi Zelandiji, ki ga upravlja univerza Osaka. Astrometrični podatki prihajajo iz Nasinega vesoljskega teleskopa Hubble. STSCI upravlja znanstveni program za teleskop in vodi njegove znanstvene operacije.

Ker sta obe raziskavi z mikrolečenjem zajeli isti predmet, imata dve imeni: MOA-2011-BLG-191 in OGLE-2011-BLG-0462 ali na kratko OB110462.

Medtem ko takšne raziskave vsako leto odkrijejo približno 2000 zvezd, osvetljenih z mikrolenziranjem v galaksiji Rimska cesta, združevanje astrometričnih podatkov omogoča obema ekipama, da določita maso kompaktnega predmeta in njegovo oddaljenost od Zemlje. Ekipa, ki jo vodi UC Berkeley, je ocenila, da je med 2.280 in 6.260 svetlobnimi leti (700–1920) v smeri središča Rimske ceste okoli osrednje velikanske črne luknje Rimske ceste in blizu velike izbokline okoli osrednje velikanske črne luknje Rimske ceste. . parsec).

Skupina STSCI je ocenila, da je oddaljena približno 5.153 svetlobnih let (1.580 parsekov).

iščejo iglo v senu

Lu in Lam sta se prvič začela zanimati za predmet leta 2020, ko je ekipa STScI začasno ugotovila, da Pet dogodkov za mikrolečenje Hubblova opazovanja – vsa so trajala več kot 100 dni in bi torej lahko bile črne luknje – morda niso bila posledica kompaktnih predmetov.

Lu, ki prosto plavajoče črne luknje išče od leta 2008, je menil, da mu bodo podatki pomagali bolje oceniti njihovo številčnost v Rimski cesti, ki naj bi bila med približno 10 milijoni in 1 milijardo. Do danes so bile črne luknje velikosti zvezde najdene le kot del binarnih zvezdnih sistemov. Črne luknje v binarnih virih opazimo bodisi z rentgenskimi žarki, ki nastanejo, ko material iz zvezde pade na črno luknjo, ali v zadnjem času z detektorji gravitacijskih valov, ki so občutljivi na združitev dveh ali več črnih lukenj. Toda ti incidenti so redki.

“S Caseyjem sva si ogledala podatke in nas je res zanimalo. Rekli smo: ‘Vau, brez črnih lukenj. To je neverjetno,’ čeprav bi jih moralo biti,” je dejal Lu. “In tako smo začeli pregledovati podatke. Če v podatkih res ne bi bilo črnih lukenj, se ne bi ujemali z našim modelom, koliko črnih lukenj bi moralo biti v galaksiji. Nekaj ​​se mora spremeniti v našem razumevanju črne luknje – bodisi njihovo število bodisi hitrost premikanja bodisi njihova masa.”

Ko je Lamm analiziral fotometrijo in astrometrijo za pet dogodkov mikrolenziranja, je bil presenečen, da ima eden, OB110462, značilnosti kompaktnega predmeta: predmet leče se je zdel temen in torej ne zvezda; Zvezdni sij je trajal dlje, približno 300 dni; In izkrivljanje položaja zvezde v ozadju je bilo tudi dolgotrajno.

Lamm je dejal, da je bila glavna namig dolžina dogodka objektiviranja. Leta 2020 je pokazal, da je najboljši način za iskanje mikroleč črnih lukenj iskanje zelo dolgih dogodkov. Povedal je, da je le 1 % zaznavnih dogodkov mikroleče verjetno iz črnih lukenj, zato bi bilo opazovanje vseh dogodkov kot iskanje igle v kopici sena. Toda, je izračunal Lamm, je približno 40 % dogodkov mikrolečenja, ki trajajo več kot 120 dni, verjetno črne luknje.

“Kako dolgo traja dogodek svetilnosti, je pokazatelj, koliko leča v ospredju lomi svetlobo zvezde v ozadju,” je dejal Lamm. “Črne luknje bodo bolj verjetno povzročile daljše dogodke. Vendar ni nobenega zagotovila, ker trajanje posvetlitvene epizode ni odvisno le od tega, kako masivna je leča v ospredju, temveč tudi od tega, kako masivna je leča v ospredju in leča v ozadju. so. Kako hitro se zvezde premikajo. druga proti drugi. Vendar pa lahko z meritvijo navideznega položaja zvezde v ozadju potrdimo, ali je leča v ospredju v resnici črna luknja.”

Po Luju je bil gravitacijski učinek OB110462 na svetlobo zvezde v ozadju presenetljivo dolg. Trajalo je približno leto dni, da je zvezda leta 2011 zasijala na vrhuncu, nato pa približno eno leto, da se je vrnila v normalno stanje.

Več podatkov bo ločilo črne luknje od nevtronskih zvezd

Da bi potrdili, da je OB110462 povzročil super-kompakten objekt, sta Lu in Lamm od Hubbla poiskala več astrometričnih podatkov, od katerih so nekateri prispeli oktobra lani. Ti novi podatki so pokazali, da je spremembe v položaju zvezde zaradi gravitacijskega polja leče mogoče opaziti tudi 10 let po dogodku. Nadaljnja Hubblova opazovanja mikroleč so okvirno načrtovana za jesen 2022.

Analiza novih podatkov je potrdila, da je OB110462 črna luknja ali nevtronska zvezda.

Lu in Lam domnevata, da so različni sklepi obeh ekip posledica dejstva, da astrometrični in fotometrični podatki dajejo različne mere gibanja glede na predmete v ospredju in ozadju. Tudi astrometrična analiza se med obema ekipama razlikuje. Ekipa, ki jo vodi UC Berkeley, trdi, da še ni mogoče razlikovati, ali je objekt črna luknja ali nevtronska zvezda, vendar upajo, da bodo odpravili neskladje s prihodnjimi Hubblovimi podatki in boljšo analizo.

“Ne glede na to, kolikor bi radi rekli, da gre zagotovo za črno luknjo, bi morali poročati o vseh sprejetih rešitvah. To vključuje tako črno luknjo majhne mase kot morda nevtronsko zvezdo,” je dejal Lu.

“Če ne morete verjeti svetlobni krivulji, svetlosti, to pove nekaj pomembnega. Če ne verjamete v položaj v primerjavi s časom, vam pove nekaj pomembnega,” je dejal Lam. “Torej, če je eden od njih napačen, moramo razumeti, zakaj. Ali pa je druga možnost, da je tisto, kar merimo v obeh podatkovnih nizih, pravilno, vendar je naš model napačen. Podatki fotometrije in astrometrije so iz istega fizičnega procesa.” ” se generirajo, kar pomeni, da se morata svetlost in položaj ujemati. Zato nekaj manjka.”

Obe ekipi sta ocenili tudi hitrost superkompaktnega leče. Ekipa Lu/Lam je ugotovila razmeroma tiho hitrost, manj kot 30 kilometrov na sekundo. Ekipa STSCI je odkrila nenavadno veliko hitrost, 45 km/s, kar je bilo razloženo kot posledica dodatnega udarca, ki ga je domnevna črna luknja prejela od supernove, ki jo je ustvarila.

Lu razlaga oceno nizke hitrosti svoje ekipe kot potencialno podporo novo teorijo, da črne luknje niso posledica supernov – danes prevladujoče prepričanje –, temveč zaradi neuspešnih supernov, ki so povzročile svetel pljusk v vesolju. Ne ustvarjajte ali dajajte nastalega črn udarec.

Lu in Lamovo delo podpirata Nacionalna znanstvena fundacija (1909641) in Nacionalna uprava za aeronavtiko in vesolje (NNG16PJ26C, NASA FINESTT 80NSSC21K2043).


READ  Nasino novo poslanstvo bo preusmerilo pot, da bo vesoljskim plovilom uspelo udariti v asteroid

Mojca Andreja

Nagnjena je k apatiji. Nevidni raziskovalec. Vseživljenjski guru slanine. Potovalni odvisnik. Organizator. "

Related Posts

Dodaj odgovor

Vaš e-naslov ne bo objavljen.

| Long Play 2020 | All Rights Reserved|

Read also x