Προφανώς, αυτή η "μαύρη τρύπα τεράτων" που βρήκαν οι ερευνητές δεν είναι τόσο τερατώδης. Όμως, βρίσκοντας λάθη και προσπαθώντας να τα διορθώσουμε στον τρόπο με τον οποίο η επιστήμη προχωρά.
Σε μια πρόσφατη μελέτη (μια μελέτη από ομοτίμους που δημοσιεύθηκε στις 27 Νοεμβρίου), μια ομάδα επιστημόνων ανέφερε την ανακάλυψη του δυαδικού συστήματος LB-1, το οποίο περιέχει ένα αστέρι και, σύμφωνα με τα ευρήματα, ένας σύντροφος μαύρης τρύπας 70 φορές τη μάζα του ήλιου μας. Αυτή ήταν μια σημαντική είδηση, οι αστρικές μαύρες τρύπες μάζας (οι μαύρες τρύπες που σχηματίζονται από τη βαρυτική κατάρρευση ενός αστεριού) είναι συνήθως λιγότερο από το ήμισυ αυτής της μάζας. Ωστόσο, ενώ η μελέτη, με επικεφαλής τον Jifeng Liu, του Εθνικού Αστρονομικού Παρατηρητηρίου της Κίνας (NAOC) της Κινεζικής Ακαδημίας Επιστημών, ήταν συναρπαστική, ήταν επίσης λάθος.
Τρία νέα έγγραφα κυκλοφόρησαν αυτή την εβδομάδα που επανεξέτασαν τα ευρήματα από τη μελέτη του Liu και αυτές οι μελέτες λένε ότι η μαύρη τρύπα του LB-1 δεν είναι στην πραγματικότητα τόσο μεγάλη.
Παράξενες μαύρες τρύπες
Οι αστρικές μαύρες τρύπες μάζας ταυτοποιούνται συνήθως από τις φωτεινές εκπομπές ακτίνων Χ που προέρχονται από το αέριο που τα αντικείμενα συγκεντρώνουν ή τραβούν από τα συνοδευτικά αστέρια τους. Αλλά η μαύρη τρύπα που εντοπίζεται στο LB-1 είναι "μη αλληλεπιδρώντας". Με άλλα λόγια, δεν συγκεντρώνει αέριο από το αστέρι του, οπότε δεν μπορεί να βρεθεί μέσω φωτεινών εκπομπών. Οι επιστήμονες πιστεύουν ότι υπάρχουν πολλά παραδείγματα αυτού του τύπου μαύρης τρύπας στο σύμπαν, αλλά επειδή αυτά τα αντικείμενα είναι δύσκολο να εντοπιστούν, υπάρχουν λίγες παρατηρήσεις που δείχνουν πόσοι μπορεί να είναι εκεί έξω.
Έτσι, για να διαπιστωθεί ότι το σύστημα είχε μια μαύρη τρύπα, η ομάδα του Liu έπρεπε να βρει και να μελετήσει το αντικείμενο έμμεσα, παρατηρώντας την κίνηση στη μετατόπιση Doppler του αστεριού του συστήματος και μια βαθιά κόκκινη γραμμή εκπομπών.
Σύμφωνα με το φαινόμενο Doppler, τα αντικείμενα που κινούνται προς τη Γη εμφανίζονται μπλε, επειδή τα μήκη κύματος του φωτός γίνονται μικρότερα και κόκκινα όταν απομακρύνονται από εμάς, επειδή τα μήκη κύματος μεγαλώνουν. Η γραμμή εκπομπών, γνωστή ως γραμμή εκπομπών H-άλφα, είναι μια φασματική γραμμή ή μια σκοτεινή γραμμή σε ένα φάσμα. Οι φασματικές γραμμές χρησιμοποιούνται συχνά για τον προσδιορισμό ατόμων ή μορίων και αυτή η συγκεκριμένη γραμμή δημιουργείται από ηλεκτρόνια υδρογόνου. Η ομάδα του Liu ολοκλήρωσε τη δουλειά τους υπό την προϋπόθεση ότι αυτή η γραμμή προερχόταν από τον δίσκο συσσώρευσης γύρω από τη μαύρη τρύπα.
Μετρώντας τις αλλαγές στη μετατόπιση Doppler, οι ερευνητές θα μπορούσαν να προσδιορίσουν την ταχύτητα των αντικειμένων και, συνεπώς, τη μάζα τους. "Εάν το αστέρι και ο σύντροφος επιταχύνουν το ίδιο ποσό, αυτό θα σήμαινε ότι έχουν την ίδια μάζα και αν κάποιος επιταχύνει πολύ λιγότερο, θα ήταν πολύ βαρύτερο", δήλωσε το Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια στο Μπέρκλεϋ, φοιτητής διδακτορικού αστρονομικού Kareem El-Badry , συν-συγγραφέας σε ένα από τα τρία έγγραφα που ανέλυαν αυτά τα αποτελέσματα, είπε. Έτσι, κατά τη μέτρηση της κουνιστής κίνησης των εκπομπών που προέρχονταν από (αυτό που η ομάδα του Liu υπέθεσε) ήταν η μαύρη τρύπα, η ομάδα του Liu έκρινε ότι η ταχύτητα της μαύρης τρύπας πρέπει να σημαίνει ότι ήταν εξαιρετικά μαζική για μια αστρική μάζα μαύρης τρύπας.
Τώρα, εάν στην πραγματικότητα η εκπομπή προερχόταν από μια μαύρη τρύπα και κινούνταν όπως ανέφεραν, αυτό θα σήμαινε πράγματι ότι υπήρχε ένα εξαιρετικά τεράστιο αντικείμενο στο σύστημα, εξήγησε ο El-Badry.
Το κύριο πρόβλημα με αυτό το συμπέρασμα; Αποδεικνύεται ότι αυτή η γραμμή εκπομπών, η κίνηση της οποίας χρησίμευσε ως η κύρια απόδειξη για το προτεινόμενο υπερμαζικό αντικείμενο, δεν κουνάει. Στην πραγματικότητα, δεν κινούνταν καθόλου, βρέθηκαν τα νέα έγγραφα που αφορούσαν τα συμπεράσματα της ομάδας του Liu.
Μια τολμηρή αξίωση
Ίσως έχετε ακούσει συνομιλίες τις τελευταίες δύο εβδομάδες σχετικά με μια «αδύνατη» μαύρη τρύπα 70 ηλιακής μάζας. Στη σημερινή δόση κρύου νερού, υποστηρίζουμε ότι τα δεδομένα παρερμηνεύθηκαν και δεν υπάρχουν ενδείξεις ασυνήθιστα μαζικής BH. 1 / https://t.co/hWLhvaFK1F pic.twitter.com/FoEPifPegc 10 Δεκεμβρίου 2019
Ο ισχυρισμός για μια παράξενα μαζική ανακάλυψη μαύρων τρυπών έπληξε για πρώτη φορά τον El-Badry ως παράξενο, επειδή αυτός ο τύπος μαύρης τρύπας δεν έχει παρατηρηθεί ποτέ πριν με τέτοια μάζα. "Η πρώτη μου σκέψη όταν κυκλοφόρησε η εφημερίδα είναι ότι είναι τόσο τολμηρός ισχυρισμός ότι τα στοιχεία καλύτερα να είναι πραγματικά καλά", δήλωσε ο El-Badry στο Space.com. "Πρέπει πάντα να έχετε ανοιχτό μυαλό, αλλά σε αυτήν την περίπτωση, ο ισχυρισμός ήταν σίγουρα εξαιρετικός και τα στοιχεία ήταν λίγο πιο ασταθή".
Το κύριο ζήτημα που βρήκε ο El-Badry ήταν ότι η γραμμή εκπομπών φαίνεται να κινείται μόνο. δεν ήταν στην πραγματικότητα.
Ο El-Badry και ο Eliot Quataert, καθηγητής αστρονομίας και φυσικής στο UC Berkeley, δημοσίευσε την ανάλυσή τους τη Δευτέρα (9 Δεκεμβρίου) στον διακομιστή προεκτύπωσης arXiv. Το έγγραφό τους έχει επίσης υποβληθεί για δημοσίευση στο περιοδικό Οι Μηνιαίες Ειδοποιήσεις της Βασιλικής Αστρονομικής Εταιρείας.
Λείπει μια γραμμή απορρόφησης
Λοιπόν, πώς μπορεί μια γραμμή εκπομπών να "φαίνεται να κινείται"; Λοιπόν, τυχαία ήταν να ευθυγραμμιστεί πάνω από μια γραμμή απορρόφησης, η οποία δημιούργησε την ψευδαίσθηση.
Για να κατανοήσετε την ψευδαίσθηση, πρέπει πρώτα να γνωρίζετε τι είναι μια γραμμή απορρόφησης. Τα εξωτερικά ατμοσφαιρικά στρώματα που περιβάλλουν τα αστέρια χρησιμεύουν ως απορροφητικό υλικό για την απορρόφηση φωτός που προέρχεται από το αστέρι. Έτσι, όταν οι ερευνητές μελετούν το φάσμα του φωτός που προέρχεται από αστέρια, μπορούν να δουν γραμμές απορρόφησης, που δημιουργούνται από άτομα στην ατμόσφαιρα που μεταβαίνουν μεταξύ ατομικών καταστάσεων.
Με το αστέρι στο LB-1, υπήρχε μια γραμμή απορρόφησης "κρυμμένη" από τη γραμμή εκπομπών, είπε ο El-Badry. Μια τέτοια κατάσταση μπορεί να δημιουργήσει την ψευδαίσθηση ότι η γραμμή εκπομπών κινείται, παράγοντας την εμφάνιση της αλλαγής Doppler, την οποία ο El-Badry και οι επιστήμονες πίσω από τα άλλα έγγραφα εξήγησαν και έδειξαν στις μελέτες. Απλώς αφαιρώντας τη γραμμή απορρόφησης από τις μετρήσεις της γραμμής εκπομπών, οι El-Badry και Quataert, που χρησιμοποίησαν τα ίδια δεδομένα για τη μελέτη τους με την ομάδα της Liu, διαπίστωσαν ότι η γραμμή εκπομπών δεν κινείται καθόλου.
Χωρίς την κίνηση αυτής της εκπομπής, ο Todd Thompson, καθηγητής στο Τμήμα Αστρονομίας στο Πανεπιστήμιο του Οχάιο, ο οποίος δεν συμμετείχε σε καμία από αυτές τις εργασίες, εξήγησε στο Space.com, υπάρχουν δύο πιθανές ερμηνείες. Είτε το δεύτερο αντικείμενο του συστήματος είναι πολύ πιο ογκώδες από ό, τι έχει παρατηρηθεί ποτέ (πολύ περισσότερες από 70 ηλιακές μάζες) ή, πολύ πιο πιθανό, θα μπορούσε να υπάρχει μόνο μια μαύρη τρύπα μέσου μεγέθους στο LB-1 και η γραμμή εκπομπών προέρχεται από κάπου αλλού, είπε ο Τόμπσον.
«Υπάρχει κάτι εκεί. Είναι απλώς ότι είναι απλώς μια συνηθισμένη, αστρική μάζα μαύρης τρύπας», δήλωσε η Jackie Faherty, ανώτερος επιστήμονας στο Αμερικανικό Μουσείο Φυσικής Ιστορίας στη Νέα Υόρκη και συνδιοργανωτής του «StarTalk Radio», δήλωσε στο Space. .com. Ο Faherty δεν συμμετείχε σε κανένα από αυτά τα χαρτιά.
Ωστόσο, επειδή η γραμμή εκπομπών πιθανότατα δεν προέρχεται από τη μαύρη τρύπα, οι ερευνητές δεν μπορούν να πάρουν μια ακριβή εκτίμηση της μάζας της μαύρης τρύπας. Όμως, η ανάλυση της ομάδας του El-Badry υποδηλώνει ότι η μαύρη τρύπα είναι πιθανότατα μεταξύ 5 και 20 ηλιακών μαζών, οι οποίες, όπως περιέγραψαν στο έγγραφό τους, "φαίνεται πιο εύλογο."
Ανακάλυψη ... χτυπήθηκε;
Έχουν βγει δύο επιπλέον δημοσιεύσεις που επανεξετάζουν επίσης τους ισχυρισμούς της ομάδας του Liu. Ενας, μια μελέτη με επικεφαλής τον θεωρητικό αστρονόμο της Νέας Ζηλανδίας J.J. Έλντριτζ, που έχει δημοσιευτεί στο arXiv, υιοθέτησε μια θεωρητική προσέγγιση για την ανάλυση του συστήματος. Οι ερευνητές σε αυτή τη μελέτη προσομοίωσαν μια μεγάλη βιβλιοθήκη διαφορετικών ειδών δυαδικών συστημάτων για να δουν αν οι επιστήμονες μπορούσαν να βρουν ένα δυαδικό που ταιριάζει με τις παρατηρήσεις που αναφέρθηκαν για το LB-1. Βρήκαν πολλά που θα μπορούσαν, αλλά κανένα με μαύρες τρύπες 70 ηλιακής μάζας.
Η άλλη μελέτη, που δημοσιεύθηκε επίσης στο arXiv, και με επικεφαλής τον Michael Abdul-Masih του Ινστιτούτου Αστρονομίας στο πανεπιστήμιο KU Leuven στο Βέλγιο, υιοθέτησε μια παρόμοια προσέγγιση με το El-Badry's. Ωστόσο, αντί να χρησιμοποιούν τα ίδια δεδομένα με την ομάδα του Liu, αυτοί οι ερευνητές συνέλεξαν το δικό τους φάσμα του δυαδικού συστήματος χρησιμοποιώντας ένα διαφορετικό τηλεσκόπιο. Έκαναν επίσης προσομοιώσεις στις οποίες έβαλαν μια γραμμή απορρόφησης κάτω από μια γραμμή εκπομπών για να δουν αν η εκπομπή φάνηκε να κινείται όπως αυτή στο LB-1. Σε αυτές τις προσομοιώσεις, η ομάδα του Abdul-Masih διαπίστωσε ότι η γραμμή φαίνεται να κινείται μπρος-πίσω, παρέχοντας περαιτέρω αποδείξεις ότι η γραμμή εκπομπών στο σύστημα μοιάζει να κινείται μόνο.
Εξαργύρωση για LB-1
«Φαινόταν λίγο συναρπαστικό για να είναι αληθινό», είπε ο Φαχέρτι. Ωστόσο, πρόσθεσε, "αυτός είναι και ο τρόπος με τον οποίο προχωρά η επιστήμη."
Η Faherty τόνισε ότι "Αυτό είναι εντάξει για να συμβεί αυτό το είδος ... Είναι απλώς μια διόρθωση σε ένα προηγούμενο αποτέλεσμα ... είναι εντάξει να έχουμε τέτοιου είδους καταστάσεις", πρόσθεσε. "Η επιστήμη προχωρά και προχωρά."
Αυτές οι μελέτες παρακολούθησης έχουν αποδείξει ότι το δευτερεύον αντικείμενο στο LB-1 δεν είναι στην πραγματικότητα μια υπεριώδης, υπερμεγέθη μαύρη τρύπα. Ωστόσο, εξακολουθεί να είναι ένα εξαιρετικά ενδιαφέρον αντικείμενο και αξίζει να μελετηθεί περαιτέρω, είπε ο El-Badry.
Επειδή υπήρξε τόσο μεγάλη προσοχή στην αρχική μελέτη, συμπεριλαμβανομένων αυτών των αναλύσεων παρακολούθησης, έχει αυξηθεί το ενδιαφέρον για τη μελέτη του συστήματος LB-1 και των συστημάτων όπως αυτό.
Αναγνωρίζοντας και μελετώντας μη αλληλεπιδρώντες μαύρες τρύπες όπως αυτή που σχετίζεται με το LB-1, οι επιστήμονες μπορούν να μάθουν περισσότερα για αυτά τα αόριστα αντικείμενα. Λέγεται ότι είναι κοινό στο διάστημα, είναι δύσκολο να εντοπιστούν, επειδή δεν παράγουν φωτεινές εκπομπές ακτίνων Χ.
"Είναι μια πολύ ενδιαφέρουσα στιγμή να ψάχνετε για αυτές τις μαύρες τρύπες που δεν αλληλεπιδρούν και σίγουρα έχουν βρει ένα πολύ ενδιαφέρον σύστημα", δήλωσε ο Thompson. Υπάρχει ένας «πληθυσμός που πρέπει να είναι εκεί έξω από μαύρες τρύπες στα αστρικά δυαδικά αρχεία όπου δεν υπάρχει ενεργή αλληλεπίδραση μεταξύ των δύο συστατικών», πρόσθεσε.
Επιπλέον, θα μπορούσε να είναι ενδιαφέρον αν οι επιστήμονες συνεχίσουν να ερευνούν από πού ακριβώς προέρχεται αυτή η γραμμή εκπομπών Η-άλφα. Τα έγγραφα που επανεξετάζουν το LB-1 υποδηλώνουν "ότι είναι πιθανό ότι το περιστροφικό υλικό θα μπορούσε να το λογοδοτήσει, αλλά είναι ένα μικρό μυστήριο ... είναι εντάξει να εμπλέκεται κάποιο μυστήριο σε ένα αποτέλεσμα", δήλωσε ο Faherty.
Το Space.com απευθύνθηκε στην ομάδα της Liu για σχόλιο και ο Liu είπε ότι "γράφουμε ένα έγγραφο για να αντιμετωπίσουμε όλες αυτές τις ανησυχίες". Πρόσθεσε ότι η ομάδα του αναμένει ότι το χαρτί θα κυκλοφορήσει κάποια στιγμή την επόμενη εβδομάδα.
- Τι είναι οι μαύρες τρύπες;
- Κουίζ Black Hole: Πόσο καλά ξέρετε τις πιο περίεργες δημιουργίες της φύσης;
- Εύρηκα! Οι επιστήμονες φωτογραφίζουν μια μαύρη τρύπα για πρώτη φορά
