Kuva tähtipuhkea galaksin M82 keskusalueelta. Kuvan luotto: NASA Klikkaa suuremmaksi
Tutkijat, jotka käyttävät NASA: n Rossi X-ray Timing Exploreria, ovat löytäneet tuomitun tähden kiertämään sitä, mikä näyttää olevan keskikokoinen musta aukko? teoreettinen mustan aukon "väliin" -kategoria, joka on välttynyt vahvistukselta ja turhauttanut tutkijoita yli vuosikymmenen ajan.
Tähden ja sen kiertoradan löytämisen myötä tutkijat ovat nyt yhden askeleen päässä tällaisen mustan aukon massan mittaamisesta, vaihe, joka auttaisi sen olemassaolon tarkistamisessa. Tähden jakso ja sijainti sopivat jo pääteoriaan siitä, kuinka nämä mustat reikät voisivat muodostua.
Iowan kaupungin Iowan yliopiston professori Philip Kaaretin johtama ryhmä ilmoitti nämä tulokset tänään Science Express -tapahtumassa. Tulokset ilmestyvät myös Sciencein tammikuun 27. numerossa.
"Pysyimme tämän muuten tavallisen tähden evoluutionsa ainutlaatuisessa vaiheessa kohti elämänsä loppua, kun se on paisunut punaiseen jättiläinen vaiheeseen", Kaaret sanoi. ”Seurauksena on, että tähdestä tuleva kaasu vuotaa mustaan reikään, jolloin koko alue palaa. Tämä on hyvin tutkittu taivaan alue, ja huomasimme tähden pienellä onnella ja paljon sinnikkyyttä. "
Musta reikä on esine, joka on niin tiheä ja painovoimalla, joka on niin voimakas, että mikään, ei edes valo, ei pääse pakoon vetovoimansa kerran rajansa sisällä. Musta aukon alue tulee näkyviin, kun aine putoaa sitä kohti ja kuumenee korkeisiin lämpötiloihin. Tämä valo säteilee ennen kuin asia ylittää rajan, jota kutsutaan tapahtumahorisontiksi.
Galaksiamme on täynnä miljoonia tähtimassan mustia reikiä, joista jokaisella on muutaman auringon massa. Nämä muodostuvat erittäin massiivisten tähtien romahtamisesta. Useimpien galaksien ytimessä on supermassiivinen musta aukko, joka sisältää miljoonien tai miljardien aurinkojen massan, joka on rajoitettu alueelle, joka ei ole suurempi kuin aurinkokuntamme. Tutkijat eivät tiedä miten nämä muodostuvat, mutta se merkitsee todennäköisesti valtavien määrien alkuperäisen kaasun romahtamista.
"Viime vuosikymmenen aikana useat satelliitit ovat löytäneet todisteita uudesta mustien aukkojen luokasta, joka voi olla 100 - 10 000 aurinkoista massaa", kertoi NASA: n Goddardin avaruuslentokeskuksen Greenbeltin Rossi Explorer -projektitutkija tohtori Jean Swank. , Md. ”Massoista ja siitä, kuinka nämä mustat aukot muodostuisivat, on käyty keskustelua. Rossi on tarjonnut merkittävää uutta näkemystä. ”
Näitä epäiltyjä keskimassan mustia reikiä kutsutaan ultrakevytröntgenobjekteiksi, koska ne ovat kirkkaita röntgenlähteitä. Itse asiassa suurin osa näistä mustan aukon massa-arvioista on perustunut pelkästään laskelmaan siitä, kuinka voimakasta painovoimavetoa tarvitaan tietyn intensiteetin valon tuottamiseksi.
Kaaretin ryhmä Iowan yliopistossa, johon kuuluvat professori Cornelia Lang ja perustutkintoa suorittanut Melanie Simet, tekivät mittauksen, jota voidaan käyttää yhtälössä massan laskemiseen suoraan. Newtonin fysiikkaa käyttämällä tutkijat voivat laskea esineen massan tunteessaan kiertoradan ja sen ympärillä pyörivien pienempien esineiden nopeuden.
"Havaitsimme röntgenvalon nousua ja laskua joka 62 päivä, todennäköisesti seurantähti kiertoradalla mustan aukon ympärillä", Simet sanoi. ? Nopeutta on kuitenkin vaikea määrittää, koska tähti sijaitsee sellaisella pölyn peittämällä alueella. Tämän vuoksi optisten ja infrapunaisten kaukoputkien on vaikea havaita tähtiä ja tehdä nopeuslaskelmia. Mutta toistaiseksi vain kiertoradan tunteminen on erittäin paljastavaa.?
Epäilty keskimassan musta aukko, joka tunnetaan nimellä M82 X-1, on hyvin tutkittu ultrakevyt röntgenobjekti lähellä olevassa tähtiryhmässä, joka sisältää noin miljoona tähteä pakattu alueelle, joka on vain noin 100 valovuoden poikki. Johtava teoria ehdottaa, että lukuisat tähtien törmäykset lyhyen ajan kuluessa tungosta alueella muodostavat lyhytikäisen jättimäisen tähden, joka romahtaa 1000 auringon massan mustaan reikään. M82 X-1: n lähellä sijaitsevalla klusterilla on riittävän suuri tiheys tällaisen mustan aukon muodostamiseksi. Kukaan normaali seuralainen ei voinut tarjota tarpeeksi polttoainetta M82 X-1: n loistamiseksi niin kirkkaasti. Mutta 62 päivän kiertorata-aika tarkoittaa, että seuralaisen on oltava erittäin pieni tiheys. Tämä sopii tilanteeseen, jossa paisunut super-jättiläinen tähti menettää massan nopeudella, joka on riittävän korkea polttoainetta M82 X-1 varten.
"Tämän kiertoradan havaitsemisen myötä meillä on nyt johdonmukainen kuva keskimassan mustan aukon binaarin koko kehityksestä", Kaaret sanoi. ”Se muodostettiin” super ”tähtiklusterissa; musta reikä vangitsi sitten seuratähden; seuratähti kehittyi jättiläismäiseksi; ja näemme sen nyt erittäin valoisana röntgenlähteenä, koska seuratähti on laajentunut ja syöttää mustaa reikää. "
Alkuperäinen lähde: NASA: n lehdistötiedote
