Η ανακάλυψη μιας «μέτριας» μαύρης τρύπας είναι αόριστη από μια τεράστια έκρηξη στο βαθύ διάστημα

Η εντύπωση ενός καλλιτέχνη για μια φακοειδή εκδήλωση. Το φως (μωβ) κάμπτεται γύρω από ένα αντικείμενο στο διάστημα, όπως μια μαύρη τρύπα, που χωρίζεται σε διαφορετικά μονοπάτια – το ένα φτάνει γρηγορότερα από το άλλο.

Carl Knox, Osgraf

Σάρωση μέσω καταλόγου με περισσότερες από 2.700 ενεργές εκρήξεις βαθιού διαστήματος που καταγράφηκαν από το Παρατηρητήριο Compton Gamma Ray της NASA, η δουλειά του James Paynter ήταν να βρει μια βελόνα σε ένα σωρό βελόνων. Ένας διδακτορικός φοιτητής στο Πανεπιστήμιο της Μελβούρνης ήθελε να βρει μία από τις εκρήξεις, μια έκρηξη ακτίνων γάμμα, η οποία είχε “τροποποιηθεί με φακό” – το μονοπάτι του διασχίστηκε από ένα τεράστιο κοσμικό αντικείμενο στο δρόμο του προς τη Γη.

Μέχρι το τέλος των Δασκάλων, είχε μειώσει τον αριθμό των υποψηφίων σε μια χούφτα και αφού είχε δημιουργήσει μερικές εξελιγμένες τεχνικές ανάλυσης, είχε μόνο μία.

Αυτό το φίλτρο, γνωστό ως GRB 950830, περιγράφεται λεπτομερώς σε μια νέα μελέτη, Δημοσιεύθηκε στο Nature Astronomy τη ΔευτέραΚαι, το γιγαντιαίο κοσμικό αντικείμενο που έπρεπε να περιστραφεί για να φτάσει στη Γη είναι μια «μεσαία μάζα μαύρη τρύπα», μια σπάνια ποικιλία κοσμικών βαρυτικών γούρνων που οι αστρονόμοι μόλις αρχίζουν να καταλαβαίνουν.

Μέτριος

Στο διάστημα, υπάρχουν δύο γνωστοί τύποι μαύρων οπών: αστρικές μαύρες τρύπες, οι οποίες σχηματίζονται όταν ένα τεράστιο αστέρι εκραγεί και στη συνέχεια καταρρέει μέσα του, και υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες που βρίσκονται στον πυρήνα των γαλαξιών. ο Μια υπερμεγέθη μαύρη τρύπα στην καρδιά του Messier 87 Ήταν Θέμα της πρώτης εικόνας μιας μαύρης τρύπαςΛήφθηκε το 2019.

Οι αστρικές μαύρες τρύπες είναι περίπου 10 φορές η μάζα του Ήλιου. Οι υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες μπορεί να είναι δισεκατομμύρια φορές μεγαλύτερες. Η περιοχή μεταξύ τους; “Μεταξύ αυτών των δύο άκρων, δεν βλέπουμε τίποτα”, λέει ο Πίντερ.

Οι αστροφυσικοί θεωρούσαν – και άρχισαν να ανακαλύπτουν – μαύρες τρύπες στο λεγόμενο “κενό μάζας”, την περιοχή “Goldilocks” όπου πιστεύεται ότι υπάρχουν μαύρες τρύπες μεσαίας μάζας, ή IMBH. Αυτές οι μαύρες τρύπες κυμαίνονται σε μέγεθος από 100 έως 100.000 φορές τη μάζα του ήλιου και λείπουν σύνδεσμοι μεταξύ των μικροσκοπικών μαύρων τρυπών που διασκορπίζουν το σύμπαν και των υπερμεγέθων οπών στο κέντρο των γαλαξιών.

Πολύ λίγες μαύρες τρύπες μεσαίας μάζας έχουν ανακαλυφθεί οριστικά. Μια άλλη, μικρότερη μαύρη τρύπα ανακαλύφθηκε τον Σεπτέμβριο του 2020: Ανακοινώθηκαν οι αστρονόμοι που μελετούν τα βαρυτικά κύματα Βρήκαν IMBH με μάζα περίπου 150 φορές τη μάζα του Ήλιου., Το οποίο δημιουργήθηκε από τη συγχώνευση δύο μικρότερων μαύρων οπών.

Αλλά αυτό που ανακάλυψαν οι Paynter και συν-συγγραφείς, η Rachel Webster, αστροφυσική στο Πανεπιστήμιο της Μελβούρνης, και ο Eric Thrain, αστροφυσικός στο Πανεπιστήμιο Monash, είναι εξωφρενικά συγκριτικά.

“Το IMBH μας είναι πολύ μεγαλύτερο”, λέει ο Paynter. “Εάν σχηματίστηκαν από αστρικές μαύρες τρύπες, θα είχαν περάσει πολλές γενιές συγχωνεύσεων για να φθάσουν στην παρατηρούμενη μάζα τους.”

Ένα παρόμοιο φίλτρο βάρους περίπου 50.000 ήλιων, 3XMM J215022.4-055108, ήταν Δημοσιεύθηκε στο The Astrophysical Journal Letters τον Μάρτιο του 2020Αυτό όμως βρέθηκε όταν ένα κοντινό αστέρι σχίστηκε. Η μέθοδος που χρησιμοποιεί ο Paynter και οι συνεργάτες της εκμεταλλεύονται τον βαρυτικό φακό.

Φακός βαρύτητας

Το GRB 950830 είναι μια μικρή έκρηξη ακτίνων γάμμα από πολύ μεγάλη απόσταση. Οι ερευνητές δεν είναι ακριβώς σίγουροι από πού προήλθε, αλλά είναι κάπου στα βάθη του σκοτεινού δάσους του σύμπαντος. Πιστεύουν ότι η έκρηξη προέκυψε όταν δύο αστέρια νετρονίων συγκρούστηκαν μεταξύ τους, απελευθερώνοντας τεράστιες ποσότητες ενέργειας.

Ο ζωγράφος έψαχνε για μια έκρηξη ακτίνων γάμμα “βαρυτικού φακού” από το όργανο BATSE στο Παρατηρητήριο Compton Gamma της NASA, το οποίο συνέλαβε περίπου 2.700 σήματα ακτίνων γάμμα μεταξύ 1990 και 1999. “Θέλαμε την καλύτερη ευκαιρία να βρούμε το φακό, οπότε το BATSE ήταν αυτό που επιλέξαμε. “Λέει ο Paynter.

Το GRB 950830 είναι το μόνο που η ομάδα βρήκε αισιόδοξη.

Ο ζωγράφος σημειώνει: “Ο αρχικός μου ενθουσιασμός ήταν ότι βρήκα το πρώτο GRB από την προοπτική της βαρύτητας, επειδή παρά τα 30 χρόνια της έρευνας, δεν βρέθηκαν στατιστικά ισχυροί υποψήφιοι.” “Έχουμε αναπτύξει ένα προηγμένο λογισμικό ανάλυσης που βελτιώνει σημαντικά τις προηγούμενες μεθόδους ανίχνευσης φακών, το οποίο μας επέτρεψε να απορρίψουμε επίσης τους υποψηφίους.”

Μετά από περαιτέρω ανάλυση, έγινε μια ακόμη πιο συναρπαστική ανακάλυψη. Πραγματοποιήθηκε ενεργή έκρηξη πίσω Μια μεσαία μάζα μαύρη τρύπα.

Η μαζική βαρυτική έλξη του IMBH έσκυψε όλες τις μορφές φωτός και ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας γύρω από αυτό. Όταν η έκρηξη ακτίνων γάμμα εξερράγη, ταξίδεψε πέρα ​​από το σύμπαν προς εμάς. Αλλά όταν συγκρούστηκε με το IMBH, το σήμα διαχωρίστηκε, ένα φαινόμενο γνωστό ως βαρυτικός φακός.

Ο φακός έχει ένα ενδεικτικό σήμα, έναν συντονισμό σήματος, επειδή μέρος της ακτινοβολίας από μια έκρηξη ακτίνων γάμμα διαρκεί περισσότερο χρόνο για να φτάσει στον ανιχνευτή στο παρατηρητήριο καθώς κάμπτει γύρω από το IMBH. Είναι μια πολύ λεπτή διαφορά. “Παρά το ταξίδι σε δισεκατομμύρια έτη φωτός για να φτάσουμε σε εμάς, αυτή η διαφορά στο χρόνο άφιξης είναι μόνο 400 χιλιοστά του δευτερολέπτου στην περίπτωσή μας”, εξηγεί ο Paynter.

Δεν είναι μια συγκεκριμένη εύρεση για το IMBH, αλλά είναι ένας άλλος καλός υποψήφιος. Βοηθά επίσης τους αστρονόμους να εκτιμήσουν πόσα από αυτά τα τεράστια αντικείμενα μπορούν να παραμονεύουν σε βαθύ διάστημα. Οι υπολογισμοί τους δείχνουν ότι μπορεί να υπάρχουν περίπου 46.000 στον ωκεανό μας στον Γαλαξία, αλλά ο Paynter λέει ότι υπάρχει μεγάλη αβεβαιότητα στη μέτρηση. Η αναζήτηση πιο ενημερωμένων υποψηφίων θα συμβάλει στη μείωση της αβεβαιότητας.

Στην ιδανική περίπτωση, λέει, θα αναλύσουμε και άλλους καταλόγους στο μέλλον.

Ίσως, προτείνει ο Thran, τα IMBHs θα μπορούσαν να είναι αρχαία λείψανα του πρώιμου σύμπαντος κάποια στιγμή πριν σχηματιστούν αστέρια και γαλαξίες. Αν ναι, θα μπορούσαν να είναι οι «σπόροι των υπερμεγέθων μαύρων τρυπών που ζουν στις καρδιές των γαλαξιών σήμερα».

Συνεχίζεται Space Calendar 2021 για CNET Για να παρακολουθείτε τις τελευταίες διαστημικές ειδήσεις φέτος. Μπορείτε ακόμη και να το προσθέσετε στο Ημερολόγιο Google.

READ  Θα σταματήσει η γη να γυρίζει; Υπήρξε αλλαγή ταχύτητας;

Αφήστε μια απάντηση

Η ηλ. διεύθυνση σας δεν δημοσιεύεται. Τα υποχρεωτικά πεδία σημειώνονται με *