Οι υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες προέρχονται από υπερμεγέθη αστέρια;

Οι υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες στο κέντρο κάθε φαινομενικά γαλαξία είναι από τα πιο συναρπαστικά και ακραία πράγματα που είναι γνωστά στη σύγχρονη αστρονομία και κοσμολογία. Με θαυμαστές που ξεπερνούν τα εκατομμύρια, μερικές φορές Δισεκατομμύρια Είναι σχεδόν αδύνατο να κατανοήσουμε το εξαιρετικό μέγεθος αυτών των δύο ουράνιων λιονταριών. Ένα από τα μεγαλύτερα μυστήρια της σύγχρονης αστροφυσικής είναι η απάντηση στο πώς άρχισαν αυτά τα τεράστια αντικείμενα. στο δελτίο τύπου Δημοσιεύθηκε στις 10 Μαρτίου, οι ερευνητές προτείνουν ότι η προέλευση των υπερμεγέθων μαύρων τρυπών μπορεί να βρίσκεται σε μακρά εξαφανισμένα αστέρια, με μάζες που ξεπερνούν κατά πολύ τα πιο ογκώδη αστέρια στο σύγχρονο σύμπαν. Όχι μόνο προτείνουν την ύπαρξη τέτοιων γιγάντων, αλλά προτείνουν επίσης ότι έχουν βρει έναν τρόπο να ανακαλύψουν ένα συγκεκριμένο υποσύνολο αυτών των αστεριών. Αυτό το hack χάρη στον παλιό μας φίλο, Η γενική θεωρία της σχετικότητας του Αϊνστάιν.

Τα βαρύτερα αστέρια στο σύμπαν ζυγίζουν σήμερα 150 ηλιακές μάζες. Τα αρχέγονα υπερμεγέθη αστέρια πιστεύεται ότι είναι η προέλευση ή ο σπόρος των υπερμεγέθων μαύρων οπών Τάξεις μεγέθους Πιο μαζική. Μιλάμε στο εύρος της ηλιακής μάζας 10.000-100000! Όταν τα αστέρια εισέρχονται σε αυτό το σύστημα μάζας, η συμπεριφορά τους διαφέρει σημαντικά από εκείνη των πιο πρόσφατων αστεριών μέτριας μάζας.

Μοντέλο που δείχνει την αναμενόμενη συμπεριφορά σουπερνόβα ενός υπερμεγέθους αστεριού. Πίστωση Dr. Ke-Jung Chen, ASIAA

Όταν αυτά τα τεράστια αστέρια καίγονται στο τέλος της ζωής τους, η βαρύτητα είναι τόσο ισχυρή που μπορούν να καταρρεύσουν απευθείας σε μια μαύρη τρύπα χωρίς τις θεαματικές εκρήξεις σουπερνόβα που συνδέουμε με τον κολοσσιαίο θάνατο των σημερινών αστεριών. Αυτό είναι ένα πραγματικό πρόβλημα όσον αφορά τον εντοπισμό αυτών των συμβάντων. Οι μαύρες τρύπες είναι σαφώς σκοτεινές, και χωρίς ένα ξεχωριστό φωτεινό σουπερνόβα, αυτά τα ακραία αστέρια θα ήταν ουσιαστικά μη ανιχνεύσιμα. Λάβετε υπόψη ότι δεδομένου ότι αυτά τα αστέρια ήταν παρόντα για μικρό χρονικό διάστημα κατά τα πρώτα στάδια του σχηματισμού γαλαξιών στο νέο σύμπαν. Μπορούμε να δούμε μόνο τις γειτονιές τους κοιτάζοντας δισεκατομμύρια έτη φωτός μακριά, και έτσι Δισεκατομμύρια χρόνια στο παρελθόν.

READ  Η αποστολή Europa Clipper της NASA πέρασε ένα ορόσημο

Μίλησα με έναν από τους κορυφαίους ερευνητές σχετικά με τη σχετική ιδιοφυΐα λύση σε αυτό το φαινομενικά άλυτο παζλ. Δρ Ki Jong Chen Academia Seneca Institute of Astronomy and Astrophysics in Taipei, Taiwan, Σχολιάστε ένα “όμορφο σημείο” στη μάζα αυτών των αστεριών που αποκαλύπτεται από έντονη μοντελοποίηση.

Ένα άλλο μοντέλο σουπερνόβα, το οποίο ο Δρ Τσεν ονόμασε «Brain Star». Πίστωση: Δρ. Ke-Jung Chen, ASIAA

“Το μοντέλο έδειξε ότι σε περίπου 55.000 ηλιακές μάζες υπήρχε μια πολύ ενδιαφέρουσα συμπεριφορά λόγω της γενικής σχετικότητας.” Ο Τσεν εξήγησε, «… γιατί ο Αϊνστάιν λέει ενέργεια τα παντα, Τα φωτόνια, το αέριο κ.λπ. συμβάλλουν στο βαρυτικό πεδίο. Η πίεση αρχίζει να συμβάλλει στο βαρυτικό πεδίο … ξεκινά μια βίαιη πυρηνική αντίδραση και στη συνέχεια απελευθερώνει μια μεγάλη ποσότητα ενέργειας και μια έκρηξη σουπερνόβα. ”

Ο Δρ Τσεν εξήγησε ότι αυτό συμβαίνει μόνο στις όμορφες 55.000 ηλιακές μάζες. Λιγότερο από αυτό και η σχετική συμβολή είναι πολύ λίγη για να προκαλέσει βίαιες πυρηνικές αντιδράσεις. Η βαρύτητα είναι τόσο έντονη που όλα καταλήγουν μέσα στη μαύρη τρύπα και το μόνο που βλέπουμε είναι το σκοτάδι. Με δισεκατομμύρια γαλαξίες στην άκρη του παρατηρήσιμου σύμπαντος, είναι απίστευτα πιθανό ότι τουλάχιστον μερικές από αυτές τις 55.000 ηλιακές μάζες αυτών των σουπερνόβα πρέπει να ανακαλυφθούν.

Μια άλλη ερώτηση που έρχεται αμέσως στο μυαλό όταν σκεφτόμαστε αυτούς τους αρχέγονους γίγαντες: Γιατί δεν βλέπουμε αστέρια αυτού του μεγέθους στο σύγχρονο σύμπαν;

Οι υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες όπως αυτές στο κέντρο του γαλαξία M87 (απεικονίζονται παραπάνω από τις περίφημες παρατηρήσεις του Τηλεσκοπίου Event Horizon 2019) είναι εκατομμύρια ή δισεκατομμύρια φορές τη μάζα του Ήλιου. Η μυστηριώδης προέλευσή τους μπορεί να εξηγηθεί από αρχέγονα υπερμεγέθη αστέρια στον πρώιμο κόσμο. Πίστωση: Συνεργασία Τηλεσκοπίου Event Horizon

“Πιστεύουμε ότι ένα υπερμεγέθη αστέρι θα μπορούσε να σχηματιστεί μόνο στο πρώιμο σύμπαν. Αυτό οφείλεται στα ορυκτά, δηλαδή άλλα στοιχεία εκτός από το υδρογόνο και το ήλιο. Στη μεγάλη έκρηξη, έχουμε μόνο υδρογόνο, ήλιο και λίγη ποσότητα λιθίου. Δεν έχουν τον άνθρακα, το οξυγόνο και τα στοιχεία που χρειάζονται για να κάνουν τη ζωή κ.λπ. Αυτό συμβαίνει επειδή αυτά τα στοιχεία (μέταλλα) έχουν μεγάλους ατομικούς αριθμούς και πολλά ηλεκτρόνια στις τροχιές τους, μπορούν να σχηματίσουν σωματίδια και ενώσεις. ) αέριο αποτελεσματικά, πράγμα που οδηγεί σε κατάρρευση και σχηματισμό ενός αστεριού. ” Ουσιαστικά, χωρίς τα βαριά στοιχεία που οδηγούν σε τοπική ψύξη και συμπύκνωση σύννεφων αερίων, ένας μεγάλος όγκος αερίου σε ένα περιβάλλον που κυριαρχείται από υδρογόνο και ήλιο στον πρώιμο κόσμο θα μπορούσε κατά πάσα πιθανότητα να καταρρεύσει σε ένα υπερμεγέθη αστέρι αντί για πολλά αστέρια όπως βλέπουμε στο ανοιχτές συστάδες του σύγχρονου σύμπαντος. Αυτή η ομιλία επισημαίνει επίσης μια διασκεδαστική συνήθεια των αστρονόμων που προκαλεί τρελούς ορισμένους χημικούς, αναφερόμενος σε όλα τα στοιχεία βαρύτερα από το υδρογόνο και το ήλιο ως μέταλλα!

READ  Η NASA καθορίζει τον λόγο για τον τερματισμό του πυραύλου SLS

Ο Τσεν περιέγραψε τις ελπίδες του να ανακαλύψει τα χαρακτηριστικά σουπερνόβα εκείνων των υπερμεγέθων αστεριών των οποίων οι μάζες βρίσκονται στο τέλειο σημείο των 55.000 ηλιακών μαζών. «Αυτές οι παρατηρήσεις είναι δυνατές, ειδικά στο μέλλον Διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb. Εάν συμβαίνει αυτό, οι παρατηρήσεις θα ρίξουν φως στη φύση του ίδιου του σχηματισμού και της εξέλιξης του γαλαξία.

Έννοια του καλλιτέχνη του διαστημικού τηλεσκοπίου James Webb: Adriana Manrique Gutierrez, Animator της NASA

Η θεμελιώδης φύση των υπερμεγέθων μαύρων οπών μπορεί να σχετίζεται με αυτά τα υπερμεγέθη αστέρια. Οι σουπερνόβα με γλυκό σημείο θα μπορούσαν να φωτίσουν το δρόμο για μια νέα εποχή κοσμολογίας. Ο Δρ Τσεν εκπέμπει περιέργεια και πάθος για ανακάλυψη και εξερεύνηση όταν περιγράφει την έρευνά του. Είναι δύσκολο να μην νιώσετε τον ίδιο ενθουσιασμό, τόσο για τα λαμπρά θεωρητικά όσο και θεωρητικά επιτεύγματα που μας οδήγησαν εδώ και τις τεράστιες (εσκεμμένες) ανακαλύψεις ακριβώς στη γωνία.

Κύρια εικόνα: Τα χρώματα αποκαλύπτουν τις πολύπλοκες αλληλεπιδράσεις άφθονου οξυγόνου που οδηγούν μια σουπερνόβα σε ένα αστέρι 55.000 ηλιακών μαζών. Πίστωση Dr. Ke-Jung Chen, ASIAA

Ακολουθήστε τον Ralph Crowe στο Twitter Ενσωμάτωση Tweet

Παρακολουθήστε τον Ralph Crewe να εξερευνήσει ασυνήθιστα και συναρπαστικά θέματα Youtube

Περισσότερο

δελτίο τύπου

Έγγραφο 2014 σχετικά με τη γενική σχετική αστάθεια

Έγγραφο του 2021 για τις ιδιότητες παρατήρησης ενός γενικού σχετικιστικού σουπερνόβα από έναν αρχέγονο σούπερ σταρ

Αφήστε μια απάντηση

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