Μια εικόνα της κεντρικής περιοχής του αστεριού γαλαξία M82. Πιστωτική εικόνα: NASA Επιλέξτε για μεγέθυνση
Οι επιστήμονες που χρησιμοποιούν τον Rossi Xing-ray Timing Explorer της NASA βρήκαν ένα καταδικασμένο αστέρι σε τροχιά γύρω από αυτό που φαίνεται να είναι μια μεσαίου μεγέθους μαύρη τρύπα; μια θεωρητική «ενδιάμεση» κατηγορία μαύρης τρύπας που έχει αποφύγει την επιβεβαίωση και απογοητεύει τους επιστήμονες για περισσότερο από μια δεκαετία.
Με την ανακάλυψη του αστεριού και την τροχιακή του περίοδο, οι επιστήμονες απέχουν πλέον ένα βήμα από τη μέτρηση της μάζας μιας τέτοιας μαύρης τρύπας, ένα βήμα που θα βοηθούσε στην επαλήθευση της ύπαρξής του. Η περίοδος και η θέση του αστεριού ταιριάζουν ήδη στην κύρια θεωρία του πώς θα μπορούσαν να σχηματιστούν αυτές οι μαύρες τρύπες.
Μια ομάδα με επικεφαλής τον καθηγητή Philip Kaaret του Πανεπιστημίου της Αϊόβα, Iowa City, ανακοίνωσε αυτά τα αποτελέσματα σήμερα στο Science Express. Τα αποτελέσματα θα εμφανιστούν επίσης στο τεύχος του Science στις 27 Ιανουαρίου.
«Πήραμε αυτό το κατά τα άλλα συνηθισμένο αστέρι σε ένα μοναδικό στάδιο στην εξέλιξή του, προς το τέλος της ζωής του, όταν έχει φουσκώσει σε μια κόκκινη γιγαντιαία φάση», δήλωσε ο Kaaret. Ως αποτέλεσμα, το αέριο από το αστέρι χύνεται στη μαύρη τρύπα, προκαλώντας φωτιά σε ολόκληρη την περιοχή. Αυτή είναι μια καλά μελετημένη περιοχή του ουρανού και εντοπίσαμε το αστέρι με λίγη τύχη και μεγάλη επιμονή. "
Μια μαύρη τρύπα είναι ένα αντικείμενο τόσο πυκνό και με μια βαρυτική δύναμη τόσο έντονη που τίποτα, ούτε καν φως, δεν μπορεί να ξεφύγει από το τράβηγμα του μέσα στα όριά του. Η περιοχή της μαύρης τρύπας γίνεται ορατή όταν η ύλη πέφτει προς αυτήν και θερμαίνεται σε υψηλές θερμοκρασίες. Αυτό το φως εκπέμπεται πριν το θέμα διασχίσει τα σύνορα, που ονομάζεται ορίζοντας γεγονότος.
Ο γαλαξίας μας είναι γεμάτος με εκατομμύρια αστρικές μαύρες τρύπες, η καθεμία με τη μάζα μερικών ήλιων. Αυτά σχηματίζονται από την κατάρρευση πολύ μαζικών αστεριών. Οι περισσότεροι γαλαξίες διαθέτουν στον πυρήνα τους μια υπερμεγέθη μαύρη τρύπα, που περιέχει τη μάζα εκατομμυρίων έως δισεκατομμυρίων ήλιων που περιορίζεται σε μια περιοχή όχι μεγαλύτερη από το ηλιακό μας σύστημα. Οι επιστήμονες δεν γνωρίζουν πώς σχηματίζονται, αλλά πιθανώς συνεπάγεται την κατάρρευση τεράστιων ποσοτήτων αρχέγονου αερίου.
«Την τελευταία δεκαετία, αρκετοί δορυφόροι έχουν βρει στοιχεία για μια νέα κατηγορία μαύρων οπών, η οποία θα μπορούσε να κυμαίνεται μεταξύ 100 και 10.000 ηλιακών μαζών», δήλωσε ο Δρ Jean Swank, επιστήμονας του Rossi Explorer στο Κέντρο Διαστημικής Πτήσης Goddard της NASA, Greenbelt. , Md. «Υπήρξε συζήτηση για τις μάζες και πώς θα διαμορφώνονταν αυτές οι μαύρες τρύπες. Ο Rossi προσέφερε νέα νέα εικόνα. "
Αυτές οι ύποπτες μαύρες τρύπες μεσαίας μάζας ονομάζονται αντικείμενα υπεριώδους ακτινογραφίας επειδή είναι φωτεινές πηγές ακτίνων Χ. Στην πραγματικότητα, οι περισσότερες από αυτές τις εκτιμήσεις μάζας μαύρων τρυπών βασίστηκαν αποκλειστικά σε έναν υπολογισμό του πόσο ισχυρή είναι μια βαρυτική έλξη για την παραγωγή φωτός μιας δεδομένης έντασης.
Η ομάδα του Kaaret στο Πανεπιστήμιο της Αϊόβα, στην οποία περιλαμβάνονται οι καθηγητές Cornelia Lang και Melanie Simet, ένας προπτυχιακός, έκανε μια μέτρηση που μπορεί να χρησιμοποιηθεί στην εξίσωση για τον άμεσο υπολογισμό της μάζας. Χρησιμοποιώντας την απλή Νεύτωνα φυσική, οι επιστήμονες μπορούν να υπολογίσουν τη μάζα ενός αντικειμένου μόλις γνωρίζουν μια τροχιακή περίοδο και την ταχύτητα των μικρότερων αντικειμένων που περιστρέφονται γύρω από αυτό.
«Βρήκαμε μια άνοδο και πτώση στο φως των ακτίνων Χ κάθε 62 ημέρες, πιθανότατα προκαλούμενη από την τροχιά του συνοδευτικού αστεριού γύρω από τη μαύρη τρύπα», δήλωσε ο Simet. Η ταχύτητα θα είναι δύσκολο να προσδιοριστεί, ωστόσο, επειδή το αστέρι βρίσκεται σε μια τόσο σκοτεινή περιοχή. Αυτό δυσκολεύει τα οπτικά και υπέρυθρα τηλεσκόπια να παρατηρούν το αστέρι και να κάνουν υπολογισμούς ταχύτητας. Ωστόσο, προς το παρόν, η γνώση της τροχιακής περιόδου είναι πολύ αποκαλυπτική.
Η ύποπτη μαύρη τρύπα μεσαίας μάζας, γνωστή ως M82 X-1, είναι ένα καλά μελετημένο εξαιρετικά φωτεινό αντικείμενο ακτίνων Χ σε ένα κοντινό σύμπλεγμα αστεριών που περιέχει περίπου ένα εκατομμύριο αστέρια σε μια περιοχή μόνο περίπου 100 έτη φωτός. Μια κορυφαία θεωρία προτείνει ότι ένα πλήθος συγκρούσεων αστεριών σε σύντομο χρονικό διάστημα σε μια πολυσύχναστη περιοχή θα δημιουργήσει ένα γιγάντιο αστέρι βραχύβιας διάρκειας που καταρρέει σε μια μαύρη τρύπα 1.000 ηλιακής μάζας. Το σύμπλεγμα κοντά στο M82 X-1 έχει αρκετά υψηλή πυκνότητα για να σχηματίσει μια τέτοια μαύρη τρύπα. Κανένας κανονικός σύντροφος δεν μπορούσε να παράσχει αρκετό καύσιμο για να κάνει το M82 X-1 να λάμπει τόσο έντονα. Όμως η τροχιακή περίοδος των 62 ημερών υποδηλώνει ότι ο σύντροφος πρέπει να έχει πολύ χαμηλή πυκνότητα. Αυτό ταιριάζει στο σενάριο ενός φουσκωμένου υπερ-γιγαντιαίου αστεριού που χάνει μάζα με ρυθμό αρκετά υψηλό για να τροφοδοτήσει το M82 X-1.
«Με αυτήν την ανακάλυψη της τροχιακής περιόδου, έχουμε τώρα μια συνεπή εικόνα της όλης εξέλιξης ενός δυαδικού μεσαίου μάζας δυαδικών τρυπών», δήλωσε ο Kaaret. «Δημιουργήθηκε σε ένα« σούπερ »αστέρι συμπλέγματος. Στη συνέχεια, η μαύρη τρύπα συνέλαβε ένα αστέρι σύντροφο. το συνοδευτικό αστέρι εξελίχθηκε στη γιγαντιαία σκηνή. και τώρα το βλέπουμε ως μια εξαιρετικά φωτεινή πηγή ακτίνων Χ επειδή το συνοδευτικό αστέρι έχει επεκταθεί και τροφοδοτεί τη μαύρη τρύπα. "
Αρχική πηγή: Δελτίο Τύπου της NASA
