12.8 C
Брюссель
Пятница, Март 29, 2024
НовостиМы думаем, что заметили загадочное рождение черной дыры

Мы думаем, что заметили загадочное рождение черной дыры

ОТКАЗ ОТ ОТВЕТСТВЕННОСТИ: Информация и мнения, воспроизведенные в статьях, принадлежат тем, кто их излагает, и они несут ответственность за это. Публикация в The European Times автоматически означает не одобрение точки зрения, а право на ее выражение.

ОТКАЗ ОТ ОТВЕТСТВЕННОСТИ ПЕРЕВОД: Все статьи на этом сайте опубликованы на английском языке. Переведенные версии выполняются с помощью автоматизированного процесса, известного как нейронные переводы. Если сомневаетесь, всегда обращайтесь к оригинальной статье. Спасибо за понимание.

We Think We’ve Spotted the Mysterious Birth of a Black Hole

Изображение звезды Вольфа Райе — возможно, до коллапса в черную дыру. Кредит: ЕСО/Л. Кальсада

Астрономы все чаще приоткрывают завесу над черными дырами. За последние несколько лет мы наконец-то сделали настоящие фотографии этих страшных существ и измерили гравитационные волны – рябь в пространстве-времени – которые они создают при столкновении. Но мы еще многого не знаем о черных дырах. Одна из самых больших загадок заключается в том, как именно они формируются в первую очередь.

Мои коллеги и я теперь считаем, что наблюдали этот процесс, предоставив некоторые из лучших указаний на то, что именно происходит, когда черная дыра формы. Наши результаты опубликованы в двух статьях в природа и Astrophysical Journal.

Астрономы полагают, как на основе наблюдений, так и на теоретических основаниях, что большинство черных дыр образуются, когда центр массивной звезды коллапсирует в конце ее жизни. Ядро звезды обычно обеспечивает давление или поддержку, используя тепло от интенсивных ядерных реакций. Но как только топливо такой звезды исчерпывается и ядерные реакции прекращаются, внутренние слои звезды коллапсируют внутрь под действием гравитации, сжимаясь до необычайной плотности.

Первое изображение черной дыры

Первое изображение черной дыры. XNUMX кредит

В большинстве случаев этот катастрофический коллапс останавливается, когда ядро ​​звезды конденсируется в твердую сферу материи, богатую частицами, называемыми нейтронами. Это приводит к мощному рикошетному взрыву, который разрушает звезду (сверхновая звезда), и оставляет после себя экзотический объект, известный как нейтронная звезда. Но шоу моделей умирающих звезд что, если первоначальная звезда достаточно массивна (в 40-50 раз больше массы Солнца), коллапс просто будет продолжаться, пока звезда не превратится в гравитационную сингулярность — черную дыру.

Взрывные теории

В то время как звезды, коллапсирующие с образованием нейтронных звезд, теперь регулярно наблюдаются по всей Вселенной (обзоры сверхновых обнаруживают десятки новых каждую ночь), астрономы еще не совсем уверены, что происходит во время коллапса в черную дыру. Некоторые пессимистичные модели предполагают, что вся звезда был бы поглощен без особого следа. Другие предполагают, что коллапс в черную дыру произведет какой-то другой взрыв.

Например, если звезда вращается во время коллапса, часть падающего материала может быть сфокусирована в виде струй, которые покидают звезду с высокой скоростью. Хотя эти струи не будут иметь большой массы, они нанесут большой удар: если они врежутся во что-то, последствия могут быть весьма драматичными с точки зрения высвобождаемой энергии.

До сих пор лучшим кандидатом на взрыв от рождения черной дыры было странное явление, известное как долговременное гамма-всплески. Было высказано предположение, что эти события, впервые обнаруженные в 1960-х годах военными спутниками, являются результатом джетов, разгоняемых до умопомрачительных скоростей новообразованными черными дырами в коллапсирующих звездах. Однако давняя проблема с этим сценарием заключается в том, что гамма-всплески также выбрасывают большое количество радиоактивных обломков, которые продолжают сиять месяцами. Это говорит о том, что большая часть звезды взорвалась в космос (как в обычной сверхновой), а не схлопнулась внутрь в черную дыру.

Хотя это не означает, что черная дыра не могла образоваться в результате такого взрыва, некоторые пришли к выводу, что другие модели дают более естественное объяснение гамма-всплесков, чем образование черной дыры. Например, сверхзамагниченная нейтронная звезда может образоваться при таком взрыве и произвести собственные мощные струи.

Тайна разгадана?

Мои коллеги и я, однако, недавно обнаружили новое и (на наш взгляд) гораздо более подходящее событие-кандидат на создание черной дыры. В двух отдельных случаях за последние три года — один раз в 2019 году и один раз в 2021 году — мы были свидетелями исключительно быстрого и мимолетного типа взрыва, который, как и гамма-всплески, возник из-за небольшого количества очень быстро движущегося материала, столкнувшегося с в газ в ближайшем окружении.

Используя спектроскопию — метод, который разлагает свет на разные длины волн — мы могли бы сделать вывод о составе звезды, взорвавшейся для каждого из этих событий. Мы обнаружили, что спектр очень похож на так называемые «звезды Вольфа-Райе» — очень массивные и быстро эволюционировавшие звезды, названные в честь двух астрономов, Чарльза Вольфа и Жоржа Райе, которые впервые их обнаружили. Удивительно, но мы даже смогли исключить «обычный» взрыв сверхновой. Как только столкновение между быстрым веществом и его окружением прекратилось, источник практически исчез, а не светился долгое время.

Это именно то, чего можно было бы ожидать, если бы во время коллапса ядра звезда выбросила лишь небольшое количество материала, а остальная часть объекта рухнула вниз в огромную черную дыру.

Концепция Fast Blue Optical Transient Artist

В новом исследовании наблюдались два события, которые могут принадлежать к третьему типу взрывов, длящихся лишь короткое время. Авторы и права: Билл Сакстон, NRAO/AUI/NSF

Хотя это наша любимая интерпретация, это не единственная возможность. Самая прозаическая состоит в том, что это был обычный взрыв сверхновой, но при столкновении образовалась огромная оболочка из пыли, скрывающая радиоактивные осколки из виду. Также возможно, что взрыв нового и незнакомого типа произошел от звезды, с которой мы не знакомы.

Чтобы ответить на эти вопросы, нам потребуется по области применения для большего количества таких объектов. До сих пор такие виды взрывов было трудно изучать, потому что они мимолетны и их трудно обнаружить. Нам пришлось использовать сразу несколько обсерваторий, чтобы охарактеризовать эти взрывы: Центр переходных процессов Цвикки, чтобы обнаружить их, Ливерпульский телескоп и Северный оптический телескоп, чтобы подтвердить их природу, а также большие обсерватории с высоким разрешением (космический телескоп Хаббла, обсерватория Близнецов). , и Очень Большой Телескоп) для анализа их состава.

Хотя изначально мы не знали точно, что мы видели, когда впервые обнаружили эти события, теперь у нас есть четкая гипотеза: рождение черной дыры.

Дополнительные данные о подобных событиях вскоре смогут помочь нам подтвердить или опровергнуть эту гипотезу и установить связь с другими типами необычных, быстрых взрывов, которые обнаруживала наша команда и другие. В любом случае, кажется, что это действительно десятилетие, когда мы разгадываем тайны черных дыр.

Написано Дэниелом Перли, лектором по астрофизике Ливерпульского университета Джона Мура.

Эта статья была впервые опубликована в Беседа.

- Реклама -

Еще от автора

- ЭКСКЛЮЗИВНЫЙ СОДЕРЖАНИЕ -Spot_img
- Реклама -
- Реклама -
- Реклама -Spot_img
- Реклама -

Должен прочитать

Последние статьи

- Реклама -