Glavni Novice Prevarantska črna luknja, ki sama tava po Rimski cesti, znova dokazuje, da ima Einstein prav

Prevarantska črna luknja, ki sama tava po Rimski cesti, znova dokazuje, da ima Einstein prav

Umetnik

Umetnikova upodobitev črne luknje z zvezdno maso, ki izolirano tava po Rimski cesti. (Avtorstvo slike: ESA/Hubble, Digitized Sky Survey, Nick Risinger (skysurvey.org), N. Bartmann)

Znanstveniki so opazili prvo nevarno črno luknjo, ki tava po naši galaksiji. Z uporabo Hubblovega vesoljskega teleskopa ekipa ni le zaznala nevarnega predmeta, temveč je tudi neposredno izmerila njegovo maso – o čemer so lahko raziskovalci le sklepali v preteklosti.

Črna luknja z zvezdno maso se nahaja okoli 5000 svetlobnih let od Zemlje v spiralnem kraku Carina-Strelec mlečna cesta . Običajno imajo takšni objekti zvezde spremljevalke, vendar je ta ena sama.

Dve ekipi sta za odkritje uporabili Hubblove podatke: eno ekipo je vodil Kailash C. Sahu, astronom na Znanstvenem inštitutu za vesoljski teleskop v Baltimoru v Marylandu; drugo pa je vodil Casey Lam s kalifornijske univerze Berkeley.

'V naši galaksiji bi moralo biti približno 100 milijonov črnih lukenj, od katerih bi morali velik del izolirati,' je za Live Science povedal Kailash C. Sahu, astronom na Znanstvenem inštitutu za vesoljski teleskop in vodja ene od skupin. . 'Vendar do zdaj niso našli niti ene izolirane črne luknje.'

Sahujeva ekipa je ugotovila, da ima nebesni nomad maso, ki je sedemkrat večja od sonce . Črna luknja prav tako potuje s hitrostjo okoli 100.800 mph (162.200 km/h) - kar nakazuje, da jo je sprožil pri ogromni hitrosti proces, ki jo je ustvaril.

Ko ogromni zvezdi, približno 20-krat masivnejši od sonca, zmanjka jedrskega goriva, se zruši. Ta proces ustvari nevtronsko zvezdo ali črno luknjo ter eksplozijo supernove. Če supernova ni popolnoma simetrična, lahko zvezdnemu ostanku, ki ostane za seboj, zadane 'brc', ki ga pošlje spiralno stran od okoliških zvezd.

Črna luknja je najverjetneje prejela 'natalni udar' zaradi eksplozije supernove. Naše merjenje mase je prvo za črno luknjo z izolirano zvezdno maso s katero koli tehniko,« je dejal Sahu.

Ker zvezdne črne luknje ne oddajajo svetlobe, astronomi za njihovo iskanje uporabljajo tehniko, imenovano astrometrično ali gravitacijsko mikrolenziranje, je dejal Sahu.

Tukaj vidimo fotografije iz vesoljskega teleskopa Hubble, ki prikazujejo lokacijo tavajoče črne luknje v Rimski cesti. Nato so na dnu 4 različne slike črne luknje ob različnih časih, ki kažejo, da se je premaknila. Slike od leve proti desni: 8. avgust 2011, 31. oktober 2011, 9. september 2012 in 19. avgust 2017.

Premik položaja in osvetlitev zvezde v ozadju zaradi učinka gravitacijske leče vmesne črne luknje z zvezdno maso.(Avtorstvo slike: NASA, ESA, K. Sahu (STScI), J. DePasquale (STScI))

„Ko gre zvezda ali kompakten predmet – leča – skoraj točno pred zvezdo v ozadju – vir – zvezda v ospredju deluje kot leča. Kot predvideva Einsteinova teorija osplošna relativnost, leča poveča svetlobo iz vira in tudi nekoliko premakne navidezni položaj vira,« je dejal Sahu. 'Odklon zvezde v ozadju s črno luknjo zagotavlja zmogljivo metodo ne samo za odkrivanje izoliranih črnih lukenj, temveč tudi za natančno merjenje njihovih mas.'

Odkloni so tako majhni, da je ekipa morala uporabiti Hubblove podatke visoke ločljivosti za meritve, je dejal Sahu.'

Zemeljski teleskopi so doslej zaznali 30.000 dogodkov mikrolenziranja in znanstveniki so te dogodke uporabili za preučevanje vseh vrst predmetov, kot so zvezde, rjave pritlikavke in celo eksoplanete. Dogodki mikrolenziranja, ki jih povzročijo črne luknje, pa trajajo dlje kot tisti, ki jih povzročijo drugi predmeti.

V tem primeru je mogoče dogodek mikrolenziranja, imenovan MOA-11–191/OGLE-11–462, ki je bil uporabljen za odkrivanje te črne luknje, ki jo je Hubble spremljal šest let med letoma 2011 in 2017, nadalje razlikovati od učinkov leče. vmesne zvezde z dejstvom, da bi taka zvezda povzročila spremembo barve v svetlobi iz vira ozadja. Ekipe med tem dogodkom leče niso zaznale barvnih sprememb, kar kaže na solo črno luknjo kot vir.

Splošna relativnost nakazuje, da je to, koliko se svetloba odkloni, odvisno od tega, koliko se vir deformira prostor-čas . In to upogibanje določa masa predmeta. Običajna analogija, ki se uporablja za ponazoritev tega, je polaganje žogic različnih mas na raztegnjeno gumijasto ploščo. Večja kot je masa žoge, večjo vdolbino naredi.

Tako je ekipa z natančnim merjenjem količine odklona, ​​ki ga povzroči črna luknja, prišla do izjemno natančne meritve mase. Slika zvezde v ozadju je bila zaradi gravitacijskega učinka te črne luknje odmaknjena od položaja, ki ga običajno zaseda na nebu, ko vmes ni masivnega kompaktnega predmeta, za približno milisekundo. Zaradi tega je meritev, ki jo je opravil Hubble, enakovredna merjenju višine odraslega človeka, ki leži na površini lune z Zemlje.

Tukaj vidimo sliko vesoljskega teleskopa Hubble z velikim posnetkom Zemlje v ozadju. Je ogromen cilindrični teleskop z 2 antenama in solarnimi paneli na obeh straneh.

Dve skupini astronomov sta s Hubblovim vesoljskim teleskopom izmerili maso kompaktnega zvezdnega ostanka, za katerega je ena skupina ugotovila, da je izolirana črna luknja.(Zasluge za sliko: ESA)

'Prav tako smo pokazali, da je črna luknja ena sama, brez spremljevalca znotraj približno 200 astronomskih enot (AU) [približno 18,6 milijarde milj],' je dejal Sahu. 'V naši analizi ni prostora, da bi šlo za nevtronsko zvezdo.'

Vendar pa je druga ekipa astronomov ugotovila, da črna luknja tehta med 1,6 in 4,4 sončne mase. Ta druga skupina torej ni mogla izključiti možnosti, da bi bil kompaktni objekt nevtronska zvezda (ki je po masi manjša od črne luknje) in ne črna luknja.

»Čeprav bi radi rekli, da je dokončno črna luknja, moramo poročati o vseh dovoljenih rešitvah. To vključuje črne luknje z manjšo maso in morda celo nevtronsko zvezdo,' je povedala astronomka Univerze v Kaliforniji, Berkeley Jessica Lu, ki je bila del druge raziskovalne skupine.

Ampak, če ima Sahujeva ekipa prav in je to črna luknja, je Lu za Live Science povedal, da bi to lahko pomagalo potrditi število teh objektov v naši galaksiji, ki ga napovedujejo astronomi in kozmologi.

'Ogledali smo si pet kandidatov za črne luknje, vendar je le ena od njih morda črna luknja,' je dejala. 'To nam pove, da ima naša galaksija Rimska cesta približno 100 milijonov črnih lukenj v njem (odpre se v novem zavihku). Ko najdemo več črnih lukenj, lahko natančneje določimo skupno število črnih lukenj in njihove druge lastnosti.«

Nova ugotovitev ni temeljila le na splošni relativnosti, da bi potrdila obstoj te samostojne črne luknje, ampak tudi potrjuje Einsteinovo teorijo splošne relativnosti ali geometrijske gravitacije iz leta 1915 in koncept oblikovanja mase in ukrivljanja prostora-časa, je dejal Sahu.

'Bil sem presenečen in hkrati navdušen nad tem, kako lepo se meri prilegajo modelu,' je zaključil. 'Izmerjeni odkloni so se natančno prilegali, zato je imel Einstein popolnoma prav.'

Zanimivi Članki