Ilmeisesti se "hirviön musta aukko", jonka tutkijat löysivät, ei ole niin hirviömäistä. Mutta virheiden löytäminen ja niiden korjaamiseksi pyrkimys tieteen etenemiseen eteenpäin.
Äskettäisessä tutkimuksessa (vertaisarvioitu tutkimus, julkaistu 27. marraskuuta) tutkijaryhmä kertoi binaarijärjestelmän LB-1 löytöstä, joka sisältää tähden ja havaintojen mukaan mustan aukon seuralaisen, joka on 70-kertainen massa aurinkoomme. Tämä oli tärkeä uutinen, tähtimassan mustat aukot (mustat aukot, jotka ovat muodostuneet tähden painovoiman pudotessa) ovat tyypillisesti alle puolet massiivisista. Mutta vaikka Kiinan tiedeakatemian Kiinan kansallisen tähtitieteellisen observatorion (NAOC) Jifeng Liun johtama tutkimus oli jännittävä, se oli myös väärä.
Tällä viikolla ilmestyi kolme uutta artikkelia, joissa tutkittiin uudelleen Liun tutkimuksen tuloksia, ja näiden tutkimusten mukaan LB-1: n musta aukko ei oikeastaan ole niin massiivinen.
Outoja mustia reikiä
Tähtimassan mustat aukot tunnistetaan tyypillisesti kirkkailla röntgen säteilypäästöillä, jotka tulevat kaasusta, jonka esineet keräävät tai vetävät sisään seuratähteistään. Mutta LB-1: ssä havaittu musta reikä on "ei-vuorovaikutteinen"; toisin sanoen, se ei ota kaasua tähtiään, joten sitä ei löydy kirkaspäästöistä. Tutkijoiden mielestä tämän tyyppisestä mustasta aukosta on monia esimerkkejä maailmankaikkeudessa, mutta koska näitä esineitä on vaikea havaita, on vähän havaintoja, jotka osoittavat kuinka monta siellä voi olla.
Joten sen määrittämiseksi, että järjestelmässä oli musta aukko, Liun joukkueen oli löydettävä ja tutkittava esine epäsuorasti tarkkailemalla järjestelmän tähtien Doppler-siirtymän ja syvän punaisen päästöviivan liikettä.
Doppler-ilmiössä maapallon suuntaan liikkuvat esineet näyttävät sinisiltä, koska valon aallonpituudet ovat lyhyempiä, ja punaiset, kun muuttuvat meistä, koska aallonpituudet ovat pidempiä. Emissioviiva, joka tunnetaan H-alfa-päästölinjana, on spektrin viiva tai tumma viiva spektrissä. Spektriviivoja käytetään usein atomien tai molekyylien tunnistamiseen ja tämä spesifinen viiva luodaan vetyelektroneilla. Liun joukkue saattoi työnsä päätökseen olettaen, että tämä linja oli tulossa pistolevyltä mustan aukon ympärillä.
Mittaamalla Doppler-siirtymän muutoksia tutkijat voivat määrittää esineiden nopeuden ja siten niiden massan. "Jos tähti ja seuralainen kiihdyttäisivät samaa määrää, se tarkoittaisi, että heillä on sama massa, ja jos yksi kiihtyy paljon vähemmän, se olisi paljon raskaampi", Kalifornian yliopisto, Berkeley, tähtitieteen jatko-opiskelija Kareem El-Badry , yksi kirjoittaja yhdestä kolmesta tuloksia analysoivasta tutkimuksesta, sanoi. Joten mittaamalla mustasta aukosta (mitä Liun joukkue oletti olevan) tulevan päästön heilahtelevaa liikettä, Liun joukkue päätti, että mustan aukon nopeuden täytyy tarkoittaa sitä, että se oli erittäin massiivinen tähtimassan mustalle aukolle.
Nyt, jos päästö tosiasiallisesti tuli mustasta aukosta ja liikkui heidän ilmoituksensa mukaisesti, se todella tarkoittaisi, että järjestelmässä oli erittäin massiivinen esine, El-Badry selitti.
Suurin ongelma tässä johtopäätöksessä? Osoittautuu, että tämä päästöjohto, jonka liike toimi pääasiallisena todisteena ehdotetulle ultramassiiviselle kohteelle, ei heilahtunut. Itse asiassa se ei muuttunut ollenkaan, uudet lehdet, jotka käsittelivät Liun ryhmän päätelmiä, löytyivät.
Lihavoitu väite
Olet ehkä kuullut muutaman viime viikon aikana puhuvan “mahdottomasta” 70 aurinkomassan mustasta aukosta. Päivän annoksessa kylmää vettä väitämme, että tietoja tulkitaan väärin, eikä ole todisteita epätavallisen massiivisesta BH: sta. 1 / https://t.co/hWLhvaFK1F pic.twitter.com/FoEPifPegc 10. joulukuuta 2019
Vaatimus omituisesti massiivisesta mustan aukon löytöstä vaikutti ensin El-Badryltä oudolta, koska tällaista mustaa reikää ei ole koskaan ennen havaittu tällaisen massan kanssa. "Ensimmäinen ajatukseni, kun paperi ilmestyi, on tämä niin rohkea väite, että todisteiden tulisi olla todella hyviä", El-Badry kertoi Space.comille. "Sinun on aina pidettävä avointa mieltä, mutta tässä tapauksessa väite oli ehdottoman poikkeuksellinen ja todisteet olivat hieman vakavampia."
Pääasia, jonka El-Badry havaitsi, oli se, että päästöjohto näytti vain liikkuvan; se ei oikeastaan heilautunut.
El-Badry ja Eliot Quataert, tähtitieteen ja fysiikan professori, UC Berkeley, julkaisi analyysin maanantaina (9. joulukuuta) esipainatuspalvelimelle arXiv. Heidän artikkelinsa on myös lähetetty julkaistavaksi Royal Astronomical Society -lehden Monthly Notices -lehdessä.
Puuttuva absorptiolinja
Joten miten päästöjohto vain "näyttää liikkuvan"? No, niin tapahtui vain riviin imeytymislinjan päälle, mikä loi illuusion.
Illuusion ymmärtämiseksi sinun on ensin tiedettävä, mikä on imeytymislinja. Tähteitä ympäröivät ulkokehän ilmakehän kerrokset toimivat absorboivana materiaalina tähtiin tulevan valon absorboimiseksi. Joten kun tutkijat tutkivat tähtiistä tulevan valon spektriä, he näkevät absorptioviivat, jotka ovat luoneet ilmakehän atomien siirtyessä atomitilojen välillä.
Tähden ollessa LB-1: ssä, absorptiolinja oli "piilotettu" päästöjohdon päälle, El-Badry sanoi. Tällainen tilanne voi luoda illuusion päästöjohdon liikkumisesta, mikä tuottaa Doppler-siirtymän vaikutelman, jonka El-Badry ja muiden tutkijoiden takana olevat tutkijat selittivät ja osoittivat tutkimuksissa. El-Badry ja Quataert, jotka käyttivät tutkimuksessaan samoja tietoja kuin Liun joukkue, havaitsivat yksinkertaisesti vähentämällä absorptiolinjan päästölinjan mittauksista, että päästöjohto ei liikkunut ollenkaan.
Ilman tämän päästön liikettä, Todd Thompson, Ohion osavaltion yliopiston tähtitieteen laitoksen professori, joka ei ollut mukana millään näistä papereista, selitti Space.com: lle, on olemassa kaksi mahdollista tulkintaa. Joko järjestelmän toinen esine on paljon massiivisempi kuin koskaan on havaittu (yli 70 aurinkoista massaa), tai paljon todennäköisemmin LB-1: ssä voi olla vain keskikokoinen musta reikä ja päästöjohto tulee jossain muualla, Thompson sanoi.
"Siellä on jotain. Se on vain se, että se on todennäköisesti vain tavallinen, tähtimassallinen musta aukko", Jackie Faherty, New Yorkin Amerikan luonnonhistoriallisen museon vanhempi tutkija ja "StarTalk Radio" -sotilas, "kertoi Spacelle. .com. Faherty ei ollut mukana millään näistä papereista.
Koska päästöjohto ei todennäköisesti tule mustasta aukosta, tutkijat eivät voi saada erittäin tarkkaa arviota mustan aukon massasta. Mutta El-Badryn ryhmän analyysi viittaa siihen, että musta aukko on todennäköisimmin 5 - 20 aurinkomassan välillä, mikä, kuten he kirjelsivat paperissaan, "vaikuttaa todennäköisimmältä".
Löytö ... rikki?
On ilmestynyt kaksi uutta asiakirjaa, jotka tutkivat myös Liun joukkueen vaatimuksia. Yksi, Uuden-Seelannin teoreettisen tähtitieteilijän J.J. Eldridge, joka on julkaistu arXiville, käytti teoreettista lähestymistapaa järjestelmän analysointiin. Tämän tutkimuksen tutkijat simuloivat suurta kirjastoa erityyppisistä binaarijärjestelmistä nähdäkseen, löytäisikö tutkijat löytää binäärin, joka vastasi LB-1: lle ilmoitettuja havaintoja. He löysivät useita, jotka voisivat, mutta yhtään niistä ei ollut 70 aurinko-massan mustilla reikillä.
Toinen tutkimus, julkaistiin myös arXiville, ja jota johti Michael Abdul-Masih KU Leuvenin yliopiston tähtitieteen instituutista Belgiassa, otti samanlaisen lähestymistavan El-Badryn kanssa. Sen sijaan, että käyttäisivät samaa tietoa kuin Liun joukkue, nämä tutkijat keräsivät omat binaarijärjestelmänsä spektrit käyttämällä erilaista kaukoputkea. He tekivät myös simulaatioita, joissa he laskivat absorptiolinjan päästölinjan alle nähdäkseen, näyttikö päästö liikkuvan samalla tavalla kuin LB-1: ssä. Näissä simulaatioissa Abdul-Masihin joukkue havaitsi, että linja näytti liikkuvan edestakaisin tarjoamalla lisätodisteita siitä, että järjestelmän päästöjohto näyttää vain liikkuvalta.
LB-1: n lunastus
"Se näytti hiukan liian jännittävältä ollakseen totta", Faherty sanoi. Mutta hän lisäsi, "tämä on myös tapa tieteen edistymiseen."
Faherty korosti, että "tämä on hyvä, että tällaista tapahtuu. ... Se on vain korjaus aiempaan tulokseen ... on hyvä olla tällainen tilanne", hän lisäsi. "Tiede etenee ja etenee."
Nämä jatkotutkimukset ovat tarjonneet todisteita siitä, että LB-1: n sekundaariobjekti ei oikeastaan ole ultrakevyt, ultramassiivinen musta aukko. Se on kuitenkin edelleen poikkeuksellisen mielenkiintoinen kohde ja kannattaa tutkia edelleen, El-Badry sanoi.
Koska alkuperäiseen tutkimukseen on kiinnitetty niin paljon huomiota, mukaan lukien nämä jatkoanalyysit, se on lisännyt kiinnostusta LB-1-järjestelmän ja sen kaltaisten järjestelmien tutkimukseen.
Tunnistamalla ja tutkimalla LB-1: een liittymättömiä mustia aukkoja, kuten tutkijat, tutkijat voivat oppia lisää näistä vaikeista esineistä. Sanottiin olevan yleisiä avaruudessa, niitä on vaikea huomata, koska ne eivät tuota kirkkaita röntgensäteilyä.
"On erittäin mielenkiintoinen aika etsiä näitä ei-vuorovaikutteisia mustia reikiä, ja ne ovat ehdottomasti löytäneet erittäin mielenkiintoisen järjestelmän", Thompson sanoi. On olemassa "väestö, jonka mustien reikien on oltava siellä binaareissa, joissa näiden kahden komponentin välillä ei ole aktiivista vuorovaikutusta", hän lisäsi.
Lisäksi voi olla mielenkiintoista, jos tutkijat jatkavat tutkimusta, mistä tarkalleen tämä H-alfa-päästöjohto tulee. LB-1: tä tutkitsevat paperit viittaavat siihen, että "on mahdollista, että sirkulaarinen materiaali voi ottaa sen huomioon, mutta se on pieni mysteeri ... on hyvä, että tulokseen liittyy jonkinlainen mysteeri", Faherty sanoi.
Space.com otti yhteyttä Liun joukkueeseen kommentoidakseen, ja Liu sanoi, että "Me kirjoitamme paperia käsitelläksemme kaikkia näitä huolenaiheita." Hän lisäsi, että hänen tiiminsä odottaa paperin olevan julkaistu joskus ensi viikolla.
- Mitä ovat mustat reiät?
- Black Hole -kilpailu: Kuinka hyvin tunnet luonnon hauraimmat luomukset?
- Eureka! Tutkijat valokuvaavat mustan reiän ensimmäistä kertaa
