Pirmais jebkad atklātais melnais caurums ir masīvāks, nekā mēs domājām

Mākslinieka ilustrācija ar Cygnus X-1 melno caurumu un zvaigzni. Starptautiskais radioastronomijas pētījumu centrs

Einšteins pirmo reizi paredzēja melno caurumu esamību, kad viņš 1916. gadā publicēja savu vispārējās relativitātes teoriju, aprakstot, kā gravitācija veido telpas laika struktūru. Bet astronomi to pamanīja tikai 1964. gadā, aptuveni 6070 gaismas gadu attālumā Cygnus zvaigznājā. Kosmosā palaisti Geigera skaitītāji atklāja kosmiskos rentgena starus, kas nāk no reģiona ar nosaukumu Cygnus X-1. (Tagad mēs zinām, ka kosmiskos starus rada melnie caurumi. Toreiz zinātnieki nebija vienisprātis par to, kas tas bija: Stīvens Hokings fiziķim Kipu Tornu saderēja, ka šis signāls nav no melnā cauruma, taču viņš atzina 1990. gadā.)

Tagad, apmēram 57 gadus vēlāk, zinātnieki ir uzzinājuši, ka melnais caurums pie Cygnus X-1 ir daudz masīvāks, nekā sākotnēji tika uzskatīts, un tas liek mums vēlreiz pārdomāt, kā melnie caurumi veidojas un attīstās. Šoreiz novērojumi tika veikti no Zemes virsmas.

Zināmā mērā rezultāts bija neticams, saka Džeimss Millers-Džonss no Austrālijas Kērtina universitātes Starptautiskā radioastronomijas pētījumu centra, pētījuma galvenais autors. jaunais pētījums, kas publicēts Science . Sākotnēji mēs nebijām plānojuši atkārtoti izmērīt attālumu un melnā cauruma masu, bet, analizējot savus datus, mēs sapratām visu tā potenciālu.

Melnie caurumi ir tik masīvi objekti, ka pat gaismai, nemaz nerunājot par fizisko matēriju, nevajadzētu izbēgt no gravitācijas spēka. Tomēr dažreiz kosmosā neizskaidrojami izplūst starojuma un jonizētas vielas strūklas. Millers-Džounss un viņa komanda vēlējās izpētīt, kā viela tiek iesūkta melnajos caurumos un izvadīta no tiem, tāpēc viņi tuvāk apskatīja Cygnus X-1.

Viņi novēroja melno caurumu sešas dienas, izmantojot Very Long Baseline Array, 10 radioteleskopu tīklu, kas izvietoti visā Ziemeļamerikā no Havaju salām līdz Virdžīnu salām. Izšķirtspēja ir salīdzināma ar to, kas būtu nepieciešama, lai uz Mēness pamanītu 10 centimetru objektu, un tā ir tā pati tehnika, ko izmantoja Event Horizon teleskops. uzņemiet pirmo melnā cauruma fotoattēlu .

Izmantojot radioviļņu un temperatūras mērījumu kombināciju, komanda modelēja precīzas gan Cygnus X-1 melnā cauruma, gan masīvās supergigantiskās zvaigznes HDE 226868 orbītas (abi objekti riņķo viens pret otru). Zinot katra objekta orbītas, komanda varēja ekstrapolēt to masu — melnā cauruma gadījumā 21 Saules masu, kas ir par aptuveni 50% vairāk, nekā tika uzskatīts.

Melno caurumu masa ir atkarīga no dažiem faktoriem, jo ​​īpaši no zvaigznes izmēra, kas sabruka melnajā caurumā, un no masas daudzuma, kas izzūd zvaigžņu vēja veidā. Karstākas un spožākas zvaigznes mēdz radīt nepastāvīgākus zvaigžņu vējus, un tās mēdz būt arī smagākas. Tātad, jo masīvāka ir zvaigzne, jo lielāka ir tās masas zudums zvaigžņu vēja ietekmē pirms sabrukšanas un tās laikā, kā rezultātā veidojas gaišāks melnais caurums.

Taču kopumā zinātnieki uzskatīja, ka zvaigžņu vēji Piena ceļā ir pietiekami spēcīgi, lai ierobežotu melno caurumu masu līdz ne vairāk kā 15 Saules masām neatkarīgi no tā, cik lielas bija zvaigznes sākotnēji. Jaunie atklājumi nepārprotami maina šīs aplēses.

Atrodot melno caurumu, kas bija ievērojami masīvāks par šo robežu, mums ir jāpārskata mūsu modeļi par to, cik masu lielākās zvaigznes zaudē zvaigžņu vējos savas dzīves laikā, saka Millers-Džounss. Tas var nozīmēt, ka zvaigžņu vēji, kas virzās pa Piena ceļu, ir mazāk spēcīgi, nekā mēs domājām, vai arī to, ka zvaigznes citos veidos izdala asiņošanu. Vai arī tas varētu nozīmēt, ka melnie caurumi uzvedas neparastāk, nekā mēs spējam paredzēt.

Komanda plāno turpināt Cygnus X-1 novērojumus. Citi instrumenti, piemēram, plānotais kvadrātkilometru masīvs Austrālijā un Dienvidāfrikā, varētu nodrošināt labākus skatus uz šo un citiem tuvējiem melnajiem caurumiem. Varētu būt no 10 miljoniem līdz a miljardu melnajiem caurumiem Piena ceļā, un vēl vismaz dažu no tiem izpēte varētu palīdzēt noskaidrot šo noslēpumu.

paslēpties