Kara deliğin kayıp halkası keşfedildi! Hubble yine bir şey yaptı ama işte yeni bir bulmaca geliyor
1916'da Alman gökbilimci Schwarzschild, bir vakum çözümünü hesaplamak için Einstein'ın kütleçekim alanı denklemini kullandı. Bu çözüm o kadar tuhaf ki, insanlık önümüzdeki 100 yıl boyunca bundan etkilenecek.
Bu çözüm bir kara deliktir.
Kara deliklerin sınıflandırılması
Kara deliklerin mutlak yerçekimine sahip olduğunu zaten biliyoruz. Ufka giren herhangi bir madde bir daha kara delikten çıkmayacaktır. Ne kadar madde emilirse çekilsin, bir kara delik onları tamamen tek boyutlu bir noktaya sıkıştırabilir, bu da bir tekilliktir. Başka bir deyişle, ne kadar madde emilirse emilsin, kara deliğin tekilliği değişmeyecek, sadece ufkun kapsamı değişecektir. Bu nedenle, bir kara deliği tanımlamak için çapı kullanmak onun özünü keşfedemez. Yalnızca kütle, kara delikleri temelde tanımlayabilir.
Ancak kara delikleri tanımlamak için kütle kullanıldığında, bilim adamları sorunu keşfettiler.
Genel olarak konuşursak, kara deliklerin büyük yıldızların ölümünden geldiğini düşünüyoruz. Süpernova patladıktan sonra çekirdek çöktü ve bir kara deliğe dönüştü. Bu tür bir kara deliğe Sabit yıldız kara delik .
Şu anda keşfettiğimiz en büyük kütleli yıldız, kütlesi güneşin 256 ile 315 katı arasında değişen R136a1'dir. Ve çekirdeği sadece bir parçayı açıklıyor. Bu nedenle, bir yıldızın ölümüyle bir kara deliğin oluştuğu teorisine göre, kütlesinin güneşin üç katını aşması sorun değil (bu, kara deliğin kütlesinin alt sınırıdır), ancak maksimum güneş kütlesinin yalnızca birkaç düzine katıdır.
Ancak teleskopu evrene yönelttiğimizde garip bir fenomen bulduk. Teoriye uyan sabit yıldız kara deliği mevcuttur. Ama hala çok var Süper kütleli kara delik . Kütleleri kolayca güneşin birkaç milyon katıdır ve en büyüğü bile güneşin kütlesinin 66 milyar katıdır!
Kara deliğin kayıp halkası
Daha da tuhaf olanı, tıpkı evrim teorisindeki kayıp halka gibi, sabit yıldız kara delik ile süper kütleli kara delik arasında büyük bir boşluk olması. Sabit yıldızlara sahip çok sayıda kara delik keşfettik ve birçok süper kütleli kara delik kaydettik, ancak neredeyse hiçbir zaman Güneş'in 100 ila 1 milyon katı kütleye sahip kara delikler keşfetmedik!
Bu olayın tuhaflığını tanımlamak için sık sık aşağıdaki metaforu kullanıyorum: Sokakta yürürken ya 100 kg'dan hafif insanlar olduğunu ve geri kalanı 300 kg'ın üzerinde şişman insanlar olduğunu görmeye benzer. 100-300 Jin arasında hiç kimseyi bulamıyorum.
Lanet olsun.
300 jin şişman adam nereden geldi dedin? Duang hemen çıkamaz mı? Anlayışımıza göre, her zaman 100 kediden 300 kediye çıkarmalılar. Neden bir öğün için 200 kedi yiyip anında büyüyesiniz? Açıkçası imkansız. Bu nedenle, yükseltildiği sürece her zaman bir geçiş dönemi olmalıdır.
Aynı şekilde, süper kütleli kara delikler nasıl ortaya çıktı? Sabit yıldızlarla kara deliklerden mi büyüdüler? Eğer öyleyse, arada ne var Orta kütleli kara delik Nereye gittin? Bazı insanlar süper kütleli bir kara deliğin yıldız şeklindeki bir kara delikten büyümemiş olabileceğini söylüyor. Ancak bu, orta kütleli kara deliğin neden var olmadığını açıklamıyor çünkü kara deliğin sabit bir yıldızla sürekli büyümesini engellemiyor. Büyümeye devam ettiği sürece, bir gün orta kütleli bir kara deliğe dönüşecek.
Bu nedenle, bu "200 kedi yağını" bulmak bilim adamlarının temel görevlerinden biri haline geldi. Teleskopu evrene doğrultarak, samanlıkta iğne gibi uçsuz bucaksız evrende orta kütleli bir kara delik aradılar.
Orta kütleli kara deliklerin keşif tarihi
2006 yılında, araştırmacılar evreni gözlemlerken, garip bir X-ışını kaynağı olan 3XMM J215022.4-055108 keşfettiler. Bu X-ışını kaynağının enerjisi sıradan kara deliklerin yeteneklerinin ötesinde çok yüksek, bu yüzden belli ki sabit bir yıldız kara delik değil. Konum açısından, normal süper kütleli kara delikler gibi galaksilerin merkezinde değiller.
Bilim adamları bu keşif konusunda çok heyecanlılar ve bunun, efsanevi orta kütleli kara deliğin insanların aradığı hedef olabileceğini düşünüyorlar. Bu yüzden ona en gelişmiş teleskopu hedeflediler.
Biri işe yaramazsa, ikisini birlikte bulun, ikisi yeterli değilse, sadece üçü birlikte.
Yani, insan uzay teleskobunun "trident" ini oluşturan dünyanın en iyi üç teleskopunun güçlü bir kombinasyonu var. Üç teleskop, ünlü Hubble Uzay Teleskobu, Chandra X-ray Teleskopu ve XMM-Newton Uydusudur. Çoğu kişi son teleskop hakkında pek bir şey bilmiyor. Kısa bir süre önce, IRAS 132243809 kara deliğinin XMM-Newton uydusu tarafından çekilmiş hareketli bir resmini yayınladık.
Peki, üç teleskop nasıl işbirliği yaptı?
Uzay "Trident"
Birincisi, bilim adamları Hubble Uzay Teleskobu'nu konumunu tam olarak belirlemek için kullandılar ve Samanyolu'nda değil, galaktik dışındaki uzak bir galakside bir yıldız kümesinde bulunduğunu belirlediler - burası, bilim adamlarının orta kütleli kara deliklerin büyük olasılıkla ortaya çıkacağına inandıkları yerdir. .
Bir sonraki çalışma Chandra ve XMM-Newton'a teslim edilecek. neden? Söylediğimiz gibi, Hubble Uzay Teleskobu'nun en büyük eksikliği, yalnızca gözlemlenebilmesi ve görülebilmesi ve kara deliklerin yakındaki tüm görünür ışığı absorbe edebilmesidir, bu nedenle bu noktada Hubble'ın işi bu değildir. Madde bir kara delik tarafından yutulduğunda, X ışınları açığa çıkar. Tuzlu su noktası tofu olarak adlandırılan bir şey bir şeyi düşürürken, Chandra ve XMM-Newton'un her ikisi de X-ışını teleskoplarıdır.Bu X-ışınlarını yakalayarak derinlemesine incelenebilir.
Tesadüfen, çevresinde yeni avı olan başka bir yıldız vardı. Güçlü yerçekimi altında, yıldızın maddesi bir şelaleden düşen su gibi kara deliğin ufkuna düşer ve güçlü X-ışınları yayar. Yerçekimi ve diğer verileri hesaplamak için düşen su parabolünü kullanmak gibi, kara deliğe düşen yıldız maddesinin verileri de bilim insanlarının kara deliğin kütlesini iyi tahmin etmelerine olanak tanıyor.
Sonuçlar, 3XMM J215022.4-055108 kütlesinin güneşin kütlesinin yaklaşık 50.000 katı olduğunu gösteriyor - mükemmel bir orta kütleli kara delik! Kara deliğin kayıp halkası nihayet dolduruldu!
Diğer orta kütleli kara delikler
Aslında bu, insanlar tarafından keşfedilen ilk orta kütleli kara delik değil.
2003 gibi erken bir tarihte, XMM-Newton uydusu bir X-ışını kaynağı-NGC 1313 X-1 keşfetti. O zamanlar bilim adamları, kütle kütlesinin 5000 ± 1000 katı olan orta kütleli bir kara delik olduğunu tahmin ediyorlardı. Ancak şimdiye kadar gerçek kimliğini belirlememişlerdi.
2009 yılında araştırmacılar, ESO 243-49 galaksisinin kenarına yakın bir başka X-ışını kaynağı olan HLX-1'i yaklaşık 290 milyon ışıkyılı uzaklıkta gözlemlediler. Benzer şekilde, bilim adamları da kütlesinin Güneş'in 500 ila 20.000 katı arasında orta kütleli bir kara delik olduğunu tahmin ediyorlar.
Bununla birlikte, nispeten güvenilir orta kütleli kara deliklerin keşfi geçen yılın başındaydı.
Japonya Ulusal Astronomi Gözlemevi'nden gökbilimci Toshitake Takekawa da Samanyolu'nun merkezinde orta kütleli bir kara delik olması muhtemel bir gök cismi keşfetti. Bu garip bir gaz bulutu, Samanyolu'nun merkezindeki Sagittarius A * süper kütleli kara delikten sadece 20 ışıkyılı uzaklıkta. Bu gaz bulutunun hareketi, sanki bir şeyin etrafında hareket ediyormuş gibi çok tuhaf. Hareket yasasına göre, etrafını saran gök cisimlerinin kütlesinin Güneş'inkinden 30.000 kat daha fazla olduğu sonucuna varılabilir. Bu kadar küçük bir aralıkta bu kadar büyük bir kütleyle, korkarım ki bunu sadece kara delikler yapabilir.Bu tahmin iyi ise, kütlesi belli ki orta kütleli bir kara deliktir.
Gelecek Araştırma
Ve bugün hakkında konuştuğumuz bu sefer, güvenilirlik önceki üç katın çok üzerinde ve kimliği temelde belirlenebilir.
Bu araştırmadan sorumlu bilim adamı - Amerika Birleşik Devletleri'ndeki New Hampshire Üniversitesi'nden Dacheng Lin (transliterasyon), geçmişte kara delik kütlesinin kabaca kara deliğin parlaklığıyla tahmin edildiğini, bu nedenle hatanın nispeten büyük olabileceğini söyledi. Kaliteye ilişkin önceki iki tahminin hata aralığı çok büyüktü. Bu sefer yöntem nispeten basittir, bu nedenle veriler daha doğrudur.
Daha da önemlisi, bu keşif bilim adamları için bir kapı açtı ve normalde bulunması zor olan orta kütleli kara delikleri bulmayı kolaylaştırdı. Ancak daha fazlasını keşfederek onu daha iyi anlayabilir ve kara deliklerin evrimini daha iyi anlayabiliriz.
Sonuçta, orta kütleli kara delikler keşfedilmiş olsa bile, süper kütleli kara deliklerin nasıl oluştuğundan hâlâ tam olarak emin değiliz. Sabit yıldızlarla kara delikler boyunca büyümüş olup olmadıkları ya da benzersiz bir doğma yoluna sahip olup olmadıkları hala kararsız.
Bilgelerin dediği gibi, bilgi ne kadar zenginse, o kadar akıllı olmayacağız, ama o kadar cahil olacağız. Kara deliklerin daha fazla sırrı keşfedildikçe, bize daha fazla yeni bulmacanın sunulacağı neredeyse kesin. Kara deliklerin insan keşfinin sonunun nerede olduğunu kimse bilmiyor ...
Büyük bir kalabalığın içinde buluşmak kolay değil. Eğer bilimle ilgileniyorsanız lütfen bana dikkat edin. Ayrılmayalım, tamam mı?
İlgili makale: İnsanlık tarihindeki ilk kara delik animasyonu burada ~ Avrupa Gözlemevi çizim yapmak için en son ekipmanı kullanıyor
