Nieuczciwa czarna dziura mogła właśnie zostać potwierdzona wędrująca po naszej galaktyce

Pierwsze odkrycie czegoś, co wydaje się być nieuczciwą czarną dziurą dryfującą przez Drogę Mleczną, ujawnione na początku tego roku, zostało potwierdzone.

Drugi zespół naukowców, który przeprowadził oddzielną i niezależną analizę, doszedł prawie do tego samego wniosku, zwiększając wagę pomysłu, że zidentyfikowaliśmy nieuczciwą czarną dziurę wędrującą po galaktyce.

Nowa praca, prowadzona przez astronomów Cassie Lamm i Jessicę Lu z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Berkeley, doprowadziła do nieco innych wniosków. Biorąc pod uwagę zakres masy obiektu, może to być gwiazda neutronowaWedług nowego badania zamiast czarnej dziury.

Tak czy inaczej, oznacza to, że możemy mieć nowe narzędzie do wyszukiwania niewykrywalnych „ciemnych” zwartych obiektów w naszej galaktyce, mierząc sposób, w jaki pola grawitacyjne skręcają i zniekształcają światło odległych gwiazd podczas przechodzenia przed nimi, zwane mikroskopią grawitacyjną.

„To pierwsza pływająca czarna dziura lub gwiazda neutronowa wykryta za pomocą soczewkowania mikrograwitacyjnego” mówi lo.

„Dzięki drobniejszemu obiektywowi możemy badać i ważyć te odizolowane, skompresowane obiekty. Myślę, że otworzyliśmy nowe okno na te ciemne obiekty, których nie można zobaczyć w żaden inny sposób”.

czarne dziury Przypuszczalnie są to zapadnięte jądra masywnych gwiazd, które osiągnęły kres swojego życia i wyrzuciły swoją zewnętrzną materię. Uważa się, że takie gwiazdy rozpoczynające czarną dziurę – trzydzieści razy cięższe od Słońca – żyją stosunkowo krótko.

Dlatego według naszych najlepszych szacunków powinno ich być do 10 milionów do 1 miliarda Czarne dziury o gwiezdnych masach dryfują spokojnie i cicho przez galaktykę.

Ale czarne dziury nie bez powodu nazywane są czarnymi dziurami. Nie emituje żadnego światła, które możemy wykryć, chyba że spadnie na niego materiał, w procesie, który generuje promieniowanie rentgenowskie z kosmosu wokół czarnej dziury. Tak więc, jeśli czarna dziura po prostu kręci się i nic nie robi, prawie nie ma możliwości jej wykrycia.

około. Czarna dziura to intensywne pole grawitacyjne, tak silne, że zniekształca każde przechodzące przez nią światło. Dla nas, jako obserwatorów, oznacza to, że możemy zobaczyć odległą gwiazdę, która wydaje się jaśniejsza iw innej pozycji niż zwykle.

Dokładnie tak się stało 2 czerwca 2011 roku. Dwa oddzielne przeglądy mikrosoczewkowe – Optical Gravitational Lens Experiment (OGLE) i Microlensing Observation in Astrophysics (MOA) – niezależnie zarejestrowały wydarzenie, które zakończyło się 20 lipca.

Wydarzenie nazwano MOA-2011-BLG-191/OGLE-2011-BLG-0462 (w skrócie OB110462), a ponieważ było niezwykle długie i niezwykle jasne, zaprosiło naukowców do bliższego przyjrzenia się.

„Jak długo trwa jasne zdarzenie jest wskazówką, jak masywny soczewka pierwszego planu zakrzywia światło gwiazdy tła” Lam wyjaśnia.

„Dłuższe zdarzenia są najprawdopodobniej spowodowane czarnymi dziurami. Nie jest to gwarancją, ponieważ czas trwania jasnego pierścienia zależy nie tylko od masy soczewki pierwszego planu, ale także od tego, jak szybko soczewka pierwszego planu i gwiazda tła poruszają się względem nawzajem.

„Jednak dzięki pomiarom pozornej pozycji gwiazdy tła możemy potwierdzić, czy soczewka na pierwszym planie jest naprawdę czarną dziurą”.

Ilustracja pokazująca, jak Hubble widzi zjawisko mikrosoczewkowania. (NASA, ESA, STScI, Joseph Olmsted)

W tym przypadku obserwacje tego obszaru były wykonywane osiem razy za pomocą Kosmicznego Teleskopu Hubble’a, aż do 2017 roku.

Na podstawie dogłębnej analizy tych danych zespół astronomów kierowany przez Kailasha Sahu z Space Telescope Science Institute wywnioskował, że winowajcą była ultra-mała czarna dziura o masie 7,1 mas Słońca, znajdująca się w odległości 5153 lat świetlnych.

Analiza Lowa i Lama dodaje teraz więcej danych z Hubble’a, uchwyconych niedawno w 2021 roku. Ich zespół odkrył, że obiekt jest nieco mniejszy, od 1,6 do 4,4 mas Słońca.

Oznacza to, że obiekt może być gwiazdą neutronową. Jest to również zapadnięte jądro masywnej gwiazdy, której masa zaczynała się od 8 do 30 mas Słońca.

Powstały obiekt jest podtrzymywany przez coś, co nazywa się ciśnieniem rozpadu neutronów, ponieważ neutrony nie chcą zajmować tej samej przestrzeni; Zapobiega to całkowitemu zapadnięciu się go w czarną dziurę. Taki obiekt ma masę około 2,4 razy większą od masy Słońca.

Co ciekawe, nie wykryto żadnych czarnych dziur o masie mniejszej niż 5 mas Słońca. Nazywa się to dolną przerwą między blokami. Jeśli praca Lamm i jej współpracowników jest poprawna, oznacza to, że możemy wykryć w naszych rękach obiekt o mniejszej szczelinie masy, co jest bardzo zagadkowe.

Oba zespoły powróciły z różnymi masami korpusu soczewkującego, ponieważ ich analizy dały różne wyniki dla względnych ruchów skompresowanego obiektu i soczewkowanej gwiazdy.

Saho i jego zespół odkryli, że zwarty obiekt poruszał się ze stosunkowo dużą prędkością 45 kilometrów na sekundę, w wyniku natalnego kopnięcia: niezrównoważonej eksplozji supernowej, która może odrzucić szybko zapadające się jądro.

Ale Lamm i jej koledzy jechali z prędkością 30 kilometrów na sekundę. Wynik ten, jak mówią, sugeruje, że wybuch supernowej mógł nie być konieczny do narodzin czarnej dziury.

W tej chwili nie można wyciągnąć jednoznacznych wniosków z OB110462 na temat prawidłowego oszacowania, ale astronomowie spodziewają się, że wiele się nauczą dzięki odkryciu większej liczby takich obiektów w przyszłości.

„Cokolwiek to jest, obiekt jest pierwszą odkrytą ciemną pozostałością gwiezdną wędrującą przez galaktykę bez innej gwiazdy” mówi lam.

Wyszukiwanie zostało zaakceptowane Czasopismo Astrofizycznedostępne o arXiv.