Astronomowie widzą w kosmosie „tajemniczy obiekt”, który mógłby rozwiązać zagadkę czarnej dziury

Astronomowie widzą w kosmosie „tajemniczy obiekt”, który mógłby rozwiązać zagadkę czarnej dziury



Naukowcy widzieli w kosmosie „tajemniczy obiekt”, który mógłby rozwiązać zagadkę dotyczącą czarnych dziur.

Obiekt znajduje się dokładnie w „masowej szczelinie” – klasie obiektów, którą odkryli badacze, wydają się zaginięci podczas przeszukiwania wszechświata. Badacze nie byli w stanie ustalić, czy umierające gwiazdy pozostawiają po sobie coś, co kryje się w tej tajemniczej szczelinie, i dlaczego tak trudno znaleźć znajdujący się w niej obiekt.

„Od dziesięcioleci czekamy na rozwiązanie tej zagadki” – powiedziała Vicky Kalogera, profesor na Northwestern University. „Nie wiemy, czy ten obiekt jest najcięższy ze znanych gwiazda neutronowalub najlżejszy ze znanych czarna dziura, ale tak czy inaczej bije rekord. ”

Został wykryty po tym, jak naukowcy wykryli „bardzo nietypowy” sygnał za pomocą obserwatoriów Virgo i Ligo, które dokonały pierwszego odkrycia fali grawitacyjnej.


„To zmieni sposób, w jaki naukowcy mówią o gwiazdach neutronowych i czarnych dziurach” – powiedział współautor Patrick Brady, profesor na University of Wisconsin, Milwaukee i rzecznik LIGO Scientific Collaboration. „Luka masowa może w ogóle nie istnieć, ale mogła wynikać z ograniczeń zdolności obserwacyjnych. Czas i więcej obserwacji pokażą. ”

Kiedy najbardziej masywne gwiazdy wymierają, zapadają się pod wpływem własnej grawitacji i zmieniają się w czarne dziury. Mniej masywne wybuchają w supernowe i pozostawiają po sobie resztki w postaci gwiazd neutronowych.

Problem luki masowej powstał, ponieważ najcięższa gwiazda neutronowa jest 2,5 razy większa od Słońca, a najlżejsza znana czarna dziura jest około pięć razy większa od Słońca. Badaczom zastanawiał się fakt, że w tej dziwnej szczelinie między nimi nie było nic.

Teraz wykryli obiekt, który wydaje się być najcięższą gwiazdą neutronową, jaką kiedykolwiek znaleziono, lub najlżejszą czarną dziurą.

Obiekt ma 2,6 masy Słońca, co oznacza, że ​​znajduje się dokładnie pośrodku tej luki. Odkryto go w sierpniu ubiegłego roku, ale został opublikowany w opublikowanym dzisiaj nowym artykule. Zostało odkryte, gdy połączyło się z czarną dziurą złożoną z 23 mas Słońca, co spowodowało falowanie fal grawitacyjnych w przestrzeni kosmicznej, dzięki czemu można je było pobrać z obserwatoriów na Ziemi.

Odkrycie to już doprowadziło do pytań o nasze rozumienie, jak umierają gwiazdy i jak łączą się one w układy podwójne, twierdzą astronomowie, którzy je znaleźli.

„To zdarzenie łączenia jest jednym z najbardziej niezwykłych do tej pory obserwowanych w falach grawitacyjnych”, mówi dr Patricia Schmidt, wykładowca w Institute for Gravitational Wave Astronomy i członek zespołu LIGO. „Popycha nasze zrozumienie natury lżejszego towarzysza i tego, jak formuje się do granic możliwości. Przez jakiś czas astrofizycy będą zajęci. ”

Oprócz siedzenia w środku luki masowej, obiekt rzuca inne pytania. Ogromne rozbieżności w masie obiektu i towarzyszącej mu czarnej dziury, z którą się połączył – która jest dziewięciokrotnie większa – wydaje się podważać teorie dotyczące powstawania czarnych dziur i gwiazd neutronowych.

Naukowcy twierdzą, że jest to najbardziej ekstremalna różnica, jaką kiedykolwiek zaobserwowano w przypadku fali grawitacyjnej.

„Obecne modele teoretyczne stanowią wyzwanie dla tworzenia łączących się par zwartych obiektów o tak dużym stosunku masy, w których partner o niskiej masie znajduje się w szczelinie masowej. Odkrycie to sugeruje, że zdarzenia te zdarzają się znacznie częściej niż przewidywaliśmy, co czyni z tego naprawdę intrygujący obiekt o małej masie ”- powiedziała profesor Kalogera.

„Tajemniczym obiektem może być gwiazda neutronowa łącząca się z czarną dziurą, ekscytująca możliwość oczekiwana teoretycznie, ale jeszcze nie potwierdzona obserwacyjnie. Jednak przy masie 2,6 razy większej od masy Słońca przekracza współczesne prognozy dotyczące maksymalnej masy gwiazd neutronowych i może być najlżejszą czarną dziurą, jaką kiedykolwiek wykryto. ”

Pomimo wysiłku, aby zobaczyć obiekt i jego połączenie, gdy tylko fala grawitacyjna zostanie wykryta, badacze nie byli w stanie zebrać żadnych dowodów zdarzenia za pomocą teleskopów opartych na świetle. Różnica w rozmiarze mogła oznaczać, że duża czarna dziura pochłonęła otwór tajemniczego obiektu, zanim będzie mogła wysłać jakiekolwiek światło, które będzie śledzone z Ziemi, twierdzą astronomowie.

Dramatyczna, niszczycielska natura wydarzenia oznacza również, że naukowcy nie mogą lepiej zobaczyć, czym był obiekt przed jego zniszczeniem. Mają jednak nadzieję na dalsze obserwacje, które, miejmy nadzieję, znajdą jeszcze więcej obiektów w szczelinie masowej i mogą zapewnić wgląd w to, jak powstają – i jakie są w rzeczywistości.

„To pierwszy rzut oka na całkiem nową populację kompaktowych obiektów binarnych” – powiedział Charlie Hoy, członek LIGO Scientific Collaboration i absolwent Uniwersytetu Cardiff. „Naprawdę ekscytujące jest to, że to dopiero początek. Gdy detektory stają się coraz bardziej czułe, będziemy obserwować jeszcze więcej tych sygnałów i będziemy mogli wskazać populacje gwiazd neutronowych i czarnych dziur we wszechświecie. ”

.



Source link