Slika osrednjega območja galaksije M82 zvezde. Kreditna slika: NASA Klikni za povečavo
Znanstveniki, ki uporabljajo NASA-jev Rossijev rentgenski raziskovalec časov, so našli obsojeno zvezdo, ki kroži po orbitu, kot kaže črna luknja srednje velikosti? teoretizirana kategorija črne luknje "vmes", ki je več kot desetletje izmikala potrditvi in frustrirala znanstvenike.
Z odkritjem zvezde in njenim orbitalnim obdobjem so znanstveniki zdaj en korak stran od merjenja mase tako črne luknje, kar bi pripomoglo k preverjanju njenega obstoja. Obdobje in lokacija zvezde se že uvrščata v glavno teorijo, kako se lahko oblikujejo te črne luknje.
Skupina, ki jo je vodil profesor Philip Kaaret z univerze Iowa v Iowa Cityju, je te rezultate danes objavila v Science Express. Rezultati bodo objavljeni tudi v številki Science 27. januarja.
"To sicer navadno zvezdo smo ujeli v edinstveni fazi njene evolucije, proti koncu svojega življenja, ko je zacvetela v fazo rdečega velikana," je dejal Kaaret. "Kot rezultat, se plin iz zvezde razlije v črno luknjo, zaradi česar se prižge celotna regija. To je dobro preučeno območje neba in zvezdo smo opazili z malo sreče in veliko vztrajnosti. "
Črna luknja je predmet, ki je tako gost in z gravitacijsko silo tako intenziven, da nič, niti svetloba, ne more ubežati svojemu potegu enkrat znotraj svoje meje. Območje črne luknje postane vidno, ko snov pade vanjo in se segreje na visoke temperature. Ta svetloba se oddaja, preden zadeva prestopi mejo, imenovano horizont dogodkov.
Naša galaksija je napolnjena z milijoni črnih lukenj zvezdne mase, vsaka z maso nekaj soncev. Te se tvorijo zaradi propada zelo masivnih zvezd. Večina galaksij ima v svojem jedru supermasivno črno luknjo, ki vsebuje maso milijonov in milijard soncev, omejenih na območje, ki ni večje od našega osončja. Znanstveniki ne vedo, kako te oblike tvorijo, verjetno pa to pomeni propad ogromnih količin primordialnega plina.
"V zadnjem desetletju je več satelitov našlo dokaze o novem razredu črnih lukenj, ki bi lahko bil med 100 in 10.000 sončnih mas," je dejal dr. Jean Swank, znanstvenik projekta Rossi Explorer v Nasinem vesoljskem centru za vesoljske polete Goddard, Greenbelt Md. "Razpravljalo se je o množicah in o tem, kako bi nastale te črne luknje. Rossi je dal pomemben nov vpogled. "
Te črne luknje srednje mase se imenujejo ultra svetleči rentgenski objekti, ker so svetli viri rentgenskih žarkov. Pravzaprav večina teh ocen mase črne luknje temelji le na izračunu, kako močan je gravitacijski poteg, da se ustvari svetloba določene jakosti.
Kaaretova skupina na univerzi Iowa, v kateri sta profesor Cornelia Lang in študentka Melanie Simet, je opravila meritev, ki jo lahko uporabimo v enačbi za neposredni izračun mase. S pomočjo naravne newtonske fizike lahko znanstveniki izračunajo maso predmeta, ko poznajo orbitalno obdobje in hitrost manjših predmetov, ki se vrtijo okoli njega.
"Na vsakih 62 dneh smo ugotovili vzpon in padec rentgenske svetlobe, ki ga je verjetno povzročila orbita spremljevalne zvezde okoli črne luknje," je dejal Simet. "Hitrost bo težko določiti, saj se zvezda nahaja na tako zasenčenem območju prahu. Tako optični in infrardeči teleskopi težko opazujejo zvezdo in izračunajo hitrost. Toda za zdaj je vedenje samo orbitalnega obdobja zelo razkrivajoče.
Osumljena črna luknja srednje mase, znana kot M82 X-1, je dobro proučen ultrasvetleč rentgenski objekt v bližnjem zvezdnem grozdu, ki vsebuje približno milijon zvezd, nabitih v območje, približno 100 svetlobnih let. Vodilna teorija predlaga, da bo množica zvezdnih trčenj v kratkem obdobju v prenatrpanem območju ustvarila kratkotrajno velikansko zvezdo, ki se zruši v črno luknjo z 1000-sončno maso. Grozd v bližini M82 X-1 ima dovolj visoko gostoto, da lahko tvori tako črno luknjo. Noben običajen spremljevalec ne bi mogel zagotoviti dovolj goriva, da bi M82 X-1 tako sijal. Toda 62-dnevno orbitalno obdobje pomeni, da mora imeti spremljevalec zelo nizko gostoto. To ustreza scenariju, da napihnjeni zvezdnik superveličane izgubi maso s hitrostjo, ki je dovolj visoka za gorivo M82 X-1.
"S tem odkritjem orbitalnega obdobja imamo zdaj dosledno sliko celotnega razvoja binarne črne luknje srednje mase," je dejal Kaaret. „Nastala je v zvezdni grozdu„ super “; črna luknja je nato ujela spremljevalno zvezdo; spremljevalna zvezda se je razvila na velikanski oder; in zdaj ga vidimo kot izjemno svetlobni vir rentgenskih žarkov, ker se je spremljevalna zvezda razširila in napaja črno luknjo. "
Izvirni vir: NASA News Release
