Iespējams, ka Visumu slēpj pilnīgi jauna melno caurumu klase, un tie, iespējams, ir daudz smalkāki par to, ko zinātnieki ir atraduši iepriekš, liecina jaunie atklājumi.
Melnie caurumi ir masīvi debess objekti, kas aprauj visu, kas nāk pārāk tuvu; pat gaisma nevar izkļūt no melnā cauruma intensīvās gravitācijas satvēriena. Mazo un lielo melno caurumu meklēšana, piemēram, supermasīvie, kas atrodas lielāko daļu galaktiku, ieskaitot mūsu pašu, centrā, palīdz pētniekiem apkopot, kā darbojas Visums, un veido stāstījumu par zvaigžņu dzīvību un nāvi.
Tas ir tāpēc, ka melnie caurumi ir to ķermeņu līķi, kas agrāk bija masīvas zvaigznes, kurām notika sprādzienbīstama nāve, galu galā sabrūkot paši. Sprādzienbīstama nāve un sekojoša zvaigžņu sabrukšana var veidot divus dažādus objektus. Ja sākotnējā zvaigzne ir pietiekami masīva, šis sprādziens radīs melno caurumu, bet, ja tā nav, līķis tā vietā veidos mazu, blīvu priekšmetu, kas pazīstams kā neitronu zvaigzne.
Astronomi parasti meklē šos melnos caurumus mūsu pašu galaktikā, izmērot rentgena starus, kas izstaro, kad melnie caurumi sifona materiālu no tuvējām zvaigznēm. No otras puses, attālās galaktikās pētnieki meklē gravitācijas viļņus, ko rada divu melno caurumu apvienošanās vai neitronu zvaigžņu sadursme.
Bet pētnieku grupa domāja, vai varētu būt salīdzinoši mazas masas melnie caurumi, kas neizstaro citu melno caurumu indikatora rentgena signālus. Šādi hipotētiski melnie caurumi, iespējams, pastāvētu binārā sistēmā ar citu zvaigzni, kaut arī tie orbītos pietiekami tālu no šīs zvaigznes, lai viņi neēd daudz no sava zvaigžņu pavadoņa; kā tādi, pēc pētnieku domām, šie mazie melnie caurumi neizdalīs detektējamus rentgena starus un tāpēc paliks neredzami astronomiem, sacīja Tods Tompsons, Ohaio štata universitātes astronomijas profesors un pētījuma vadošais autors. jauni atklājumi.
"Mēs esam diezgan pārliecināti, ka binārajās sistēmās ar zvaigznēm, kas atrodas galaktikās, ir jābūt ļoti daudziem, daudziem no šiem melnajiem caurumiem tikai tāpēc, ka mēs tos neesam atraduši, jo tos ir grūti atrast," Tompsons stāstīja Live Science. Bet "vienmēr ir interesanti mēģināt atrast lietas, kuras nevar redzēt."
Tompsons un viņa kolēģi meklēja pierādījumus par šiem melnajiem caurumiem ierosināto objektu zvaigžņu kompanjonos. Pētnieki apkopoja datus no Apache Point Observatory Galactic Evolution Experiment (APOGEE), kuriem bija informācija par gaismas spektru - dažādiem enerģijas viļņu garumiem, ko rada objekts - no vairāk nekā 100 000 zvaigžņu mūsu galaktikā.
Informācija no šī apsekojuma atklāja mainīgos katras zvaigznes zvaigznīšu spektrus vai gaismas viļņu garumus. Ja pētnieki pamanīja izmaiņas šajos spektros - piemēram, pāreja uz zilāka viļņa garumu vai pāreja uz sarkanāku viļņu garumu -, tas varētu nozīmēt, ka konkrēta zvaigzne riņķo ap neredzētu pavadoni. Pēc šīs analīzes veikšanas pētnieki apskatīja zvaigžņu apakškopas spilgtuma izmaiņas, kuras varētu riņķot ap melnajiem caurumiem, izmantojot datus no cita apsekojuma, ko sauc par visu debesu automatizēto apsekojumu supernovām (ASAS-SN). Viņi meklēja zvaigznes, kuras spīd un blāva, vienlaikus mainoties sarkanai un zilai.
Tā pētnieki atklāja masīvu tumšu priekšmetu, kas ieslēgts gravitācijas apskāvienā ar strauji rotējošu milzu zvaigzni apmēram 10 000 gaismas gadu attālumā mūsu galaktikas tālajās vietās, netālu no Auriga zvaigznāja. Pētnieki lēš, ka šī objekta masa ir aptuveni 3,3 reizes lielāka par mūsu saules masu, pārāk masīva, lai būtu neitronu zvaigzne, un nav pietiekami masīva, salīdzinot ar jebkuru zināmo melno caurumu.
Masīvākā neitronu zvaigzne, par kuru zinātnieki zina, ir 2,1 reizes lielāka par mūsu saules masu, savukārt vismazāk zināmais melnais caurums ir apmēram piecas līdz sešas reizes lielāks par mūsu saules masu, sacīja Tompsons. Tomēr jaunatklātā objekta zemākās masas robeža - mazākā šī objekta masa varētu būt - ir 2,6 reizes lielāka par mūsu saules masu, un tas, pēc astronomu domām, ir augšējā robeža tam, cik teorētiski var iegūt masīvas neitronu zvaigznes. Jebkura masīvāka par to, un neitronu zvaigzne sabruks melnajā caurumā.
Tātad šis tumšais, noslēpumainais objekts "varētu būt vismasīvākā neitronu zvaigzne, kāda jebkad redzēta", tieši pie robežas, pēc kuras tā nevar pastāvēt, sacīja Tompsons. "Es patiesībā būtu vēl vairāk satraukts, ja tā būtu taisnība." Bet vairāk nekā iespējams, ka tas ir hipotētiskais, bet nekad iepriekš neatklātais salīdzinoši mazas masas melnais caurums, viņš piebilda.
Dejans Stojkovičs, kosmologs un Bufalo Mākslas un zinātnes koledžas universitātes fizikas profesors, kurš nebija saistīts ar pētījumu, piekrita. "Tas, visticamāk, ir melnais caurums," jo tas ir pārāk masīvs, lai būtu neitronu zvaigzne, ja vien tā nav kaut kāda neparasta zvaigzne, Stojkovic stāstīja Live Science. "Atrade izklausās ļoti pamatota", bet nav negaidīti, jo astronomi zina, ka pastāv zemākas masas melnie caurumi.
Tompsons sacīja, ka viņš cer uz nākotnes atklājumiem, piemēram, informāciju par zvaigznes orbītas slīpumu ap tumšo objektu, ko Eiropas Kosmosa aģentūras kosmosa kuģis Gaia varētu apkopot gaidāmajā misijā. Tas varētu palīdzēt pētniekiem precīzāk izmērīt tumšā objekta masu.
Rezultāti tika publicēti vakar (31. oktobrī) žurnālā Science.
