Οι επιστήμονες ίσως να έχουν ανακαλύψει μια ολόκληρη νέα κατηγορία μελανών οπών...
Οι μαύρες τρύπες αποτελούν σημαντικό μέρος του τρόπου με τον οποίο οι αστροφυσικοί αντιλαμβάνονται το Σύμπαν - τόσο σημαντικό που οι επιστήμονες προσπαθούν να δημιουργήσουν μια απογραφή όλων των μελανών οπών στον Γαλαξία μας.
Μια νέα έρευνα δείχνει ότι η αναζήτησή τους τους θα μπορούσε να έχει παραλείψει μια ολόκληρη τάξη μελανών οπών, την οποία δεν γνώριζαν ότι υπήρχε...
Σε μια μελέτη η οποία δημοσιεύθηκε χθες (31/10/2019) στο επιστημονικό περιοδικό Science, οι αστρονόμοι προσφέρουν έναν νέο τρόπο αναζήτησης μελανών οπών, δείχνοντας ότι υπάρχει μια τάξη από τα τερατώδη αυτά συμπαντικά αντικείμενα μικρότερη από τις μικρότερες γνωστές μαύρες τρύπες στο Σύμπαν.
"Παρουσιάζουμε αυτό το στοιχείο ότι δηλαδή υπάρχει ένας άλλος πληθυσμός εκεί έξω τον οποίο πρέπει να ερευνήσουμε πραγματικά στην αναζήτηση μας για μαύρες τρύπες", δήλωσε ο Todd Thompson, καθηγητής αστρονομίας στο Πολιτειακό Πανεπιστήμιο του Οχάιο και επικεφαλής της μελέτης.
"Οι άνθρωποι προσπαθούν να κατανοήσουν τις εκρήξεις των υπερκαινοφανών (σουπερνόβα), πώς εκρήγνυνται τα υπερμεγέθη μαύρα αστέρια (black stars), και πώς τα στοιχεία διαμορφώθηκαν έτσι ώστε να σχηματίσουν υπερμεγέθη αστέρια. Έτσι, αν μπορούσαμε να αποκαλύψουμε έναν νέο πληθυσμό από μαύρες τρύπες, θα μαθαίναμε περισσότερα σχετικά με ποια άστρα εξερράγησαν, ποια όχι, ποια από αυτά σχημάτισαν μαύρες τρύπες, οι οποίες με τη σειρά τους σχηματίζουν αστέρια νετρονίων. Δημιουργείται έτσι ένας νέος χώρο μελέτης. "
Φανταστείτε μια απογραφή μιας πόλης η οποία καταγράφει μόνο τους ανθρώπους οι οποίοι έχουν ύψος 1,80 μέτρα και ψηλότερους - και φανταστείτε ακόμα ότι οι αποδέκτες της απογραφής δεν γνώριζαν καν ότι υπήρχαν άτομα που ήταν μικρότερα από 1,80 μέτρα. Τα στοιχεία από την απογραφή αυτή θα ήταν ελλιπή, παρέχοντας μια ανακριβή εικόνα του πληθυσμού. Αυτό είναι ουσιαστικά το οποίο συμβαίνει στην αναζήτηση μελανών οπών, δήλωσε ο Thompson.
Οι αστρονόμοι αναζητούν εδώ και καιρό μαύρες τρύπες, οι οποίες έχουν τόσο έντονη βαρυτική έλξη ώστε τίποτα δεν μπορεί να ξεφύγει - ούτε ύλη ούτε ακτινοβολία. Οι μαύρες τρύπες σχηματίζονται όταν μερικοί αστέρες (πάνω από 1,44 ηλιακές μάζες) πεθαίνουν, όταν δηλαδή καταρρέουν προς το εσωτερικό τους και εκρήγνυνται. Οι αστρονόμοι αναζητούν επίσης αστέρια νετρονίων - μικρά, πυκνά σε σύνθεση αστέρια τα οποία σχηματίζονται όταν κάποια άστρα πεθαίνουν.
Και τα δύο αυτά αντικείμενα θα μπορούσαν να περιέχουν ενδιαφέρουσες πληροφορίες για τα υλικά στοιχεία εδώ στη Γη, καθώς και για το πώς τα αστέρια ζουν και πεθαίνουν. Αλλά για να αποκαλύψουν αυτές τις πληροφορίες, οι αστρονόμοι πρέπει πρώτα να καταλάβουν πού βρίσκονται οι μαύρες τρύπες. Και για να καταλάβουν πού βρίσκονται οι μαύρες τρύπες, πρέπει να ξέρουν τι ψάχνουν.
Οι μαύρες τρύπες συναντώνται συχνά σε κάτι που ονομάζεται δυαδικό αστρικό σύστημα. Αυτό σημαίνει απλά ότι δύο αστέρια είναι αρκετά κοντά το ένα στο άλλο έτσι ώστε να παγιδευτούν βαρυτικά σε μια αμοιβαία τροχιά γυρίζοντας το ένα γύρω από το άλλο. Όταν ένα από αυτά τα αστέρια πεθαίνει, το άλλο μπορεί να παραμείνει, συνεχίζοντας να περιστρέφεται στο χώρο όπου ο νεκρός αστέρας - τώρα μια μαύρη τρύπα ή ένα αστέρι νετρονίων - κάποτε ζούσε και στη θέση του σχηματίστηκε μια μαύρη τρύπα ή ένα αστέρι νετρονίων.
Για χρόνια, οι μαύρες τρύπες που οι επιστήμονες γνώριζαν, είχαν μάζα περίπου πέντε έως 15 φορές μεγαλύτερη από τη μάζα του Ήλιου. Τα γνωστά αστέρια νετρονίων δεν είναι γενικά μεγαλύτερα από περίπου 2,1 φορές από τη μάζα του Ήλιου - αν ήταν πάνω από 2,5 φορές της ηλιακής μάζας, θα κατέρρεαν σε μια μαύρη τρύπα
Όμως, το καλοκαίρι του 2017, μια έρευνα που ονομάζεται LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory)- Παρατηρητήριο βαρυτικών κυμάτων με Συμβολόμετρο λέιζερ - παρατήρησε δύο μαύρες τρύπες να συγχωνεύονται σε ένα γαλαξία περίπου 1,8 εκατομμύρια έτη φωτός μακριά μας. Μία από αυτές τις μαύρες τρύπες είχε περίπου 31 φορές τη μάζα του Ήλιου ενώ η άλλη περίπου 25 φορές τη μάζα του Ήλιου.
"Αμέσως, όλοι έμειναν έκπληκτοι, γιατί ήταν ένα τόσο εντυπωσιακό πράγμα", δήλωσε ο Thompson. "Όχι μόνο επειδή απέδειξε ότι το LIGO λειτούργησε, αλλά επειδή οι μάζες ήταν τεράστιες. Μαύρες τρύπες τέτοιου μεγέθους είναι μεγάλη υπόθεση - δεν τις είχαμε δει πριν".
Ο Thompson και άλλοι αστροφυσικοί είχαν από καιρό υποψιαστεί ότι οι μαύρες τρύπες μπορεί να φθάσουν σε μεγέθη πέρα από το γνωστό εύρος, και η ανακάλυψη του LIGO απέδειξε ότι οι μαύρες τρύπες θα μπορούσαν να είναι μεγαλύτερες. Αλλά παρέμεινε ένα "παράθυρο" μεγέθους ανάμεσα στα μεγαλύτερα αστέρια νετρονίων και τις μικρότερες μαύρες τρύπες.
Ο Thompson αποφάσισε να δει αν μπορούσε να λύσει αυτό το μυστήριο.
Ο ίδιος και άλλοι επιστήμονες άρχισαν να "χτενίζουν" δεδομένα από το το Πείραμα APOGEE (Apache Point Observatory Galactic Evolution Experiment), το οποίο συγκέντρωσε φάσματα φωτός από περίπου 100.000 αστέρια στον Γαλαξία. Το φάσματα αυτά, όπως συνειδητοποίησε ο Thompson, θα μπορούσαν να δείξουν εάν ένα αστέρι μπορεί να περιστρέφεται γύρω από ένα άλλο αντικείμενο: Οι μεταβολές στα φάσματα - μια μετατόπιση προς τα μπλε μήκη κύματος, για παράδειγμα, ακολουθούμενη από μετατόπιση προς κόκκινα μήκη κύματος - θα μπορούσαν να δείξουν ότι ένα αστέρι περιστρέφεται γύρω από έναν αόρατο συνοδό.
Ο Thompson άρχισε λοιπόν να "χτενίζει" τα δεδομένα, ψάχνοντας για αστέρια που παρουσίασαν αυτή την αλλαγή, υποδεικνύοντας ότι μπορεί να περιστρέφονται γύρω από μια μαύρη τρύπα.
Στη συνέχεια, περιόρισε τα δεδομένα από το APOGEE στα 200 αστέρια, πιθανώς τα πιο ενδιαφέροντα. Έδωσε τα δεδομένα σε ένα μεταπτυχιακό ερευνητικό συνεργάτη στο Πανεπιστήμιο του Οχάιο, τον Tharindu Jayasinghe, ο οποίος συνέταξε χιλιάδες εικόνες από κάθε δυναμικό δυαδικό σύστημα από τις έρευνες ASAS-SN, και την All-Sky Automated Survey for Supernovae. (Το ASAS-SN έχει ανακαλύψει περίπου 1.000 υπερκαινοφανείς.)
Η επεξεργασία των δεδομένων τους ανακάλυψε ένα τεράστιο ερυθρό αστέρα ο οποίος φαίνεται να περιστρέφεται γύρω από "κάτι", αλλά αυτό το κάτι, με βάση τους υπολογισμούς του, ήταν πιθανότατα πολύ μικρότερο από τις γνωστές μαύρες τρύπες στο Γαλαξία, αλλά πολύ μεγαλύτερο από τα περισσότερα γνωστά αστέρια νετρονίων.
Μετά από περισσότερους υπολογισμούς και πρόσθετα δεδομένα από το Tillinghast Reflector Echelle Spectrograph και τον δορυφόρο Gaia, συνειδητοποίησαν ότι είχαν ανακαλύψει μια μαύρη τρύπα χαμηλής μάζας, πιθανότατα περίπου 3,3 φορές τη μάζα του Ήλιου.
"Αυτό που κάναμε εδώ είναι να βρούμε έναν νέο τρόπο αναζήτησης μελανών οπών. Έχουμε επίσης εντοπίσει ένα από τα πρώτα δείγματα μιας νέας τάξης μελανών οπών χαμηλής μάζας, τις οποίες οι αστρονόμοι δεν γνώριζαν στο παρελθόν. " δήλωσε ο Thompson. "Οι μάζες των αντικειμένων μας λένε για το σχηματισμό και την εξέλιξή τους, καθώς και για τη φύση τους."
Από την Laura Arenschield, του πολιτειακού πανεπιστημίου του Οχάιο
……………….*………………..
Ενημερωθείτε για θέματα Αστρονομίας και Επιστήμης στις ομάδες μας στο
Facebook:
Και στο blog: Αστρονομία και Επιστήμη
Πηγές υπάρχουν επίσης και στις παραπομπές του κειμένου (οι λέξεις με τα
μπλε ή κόκκινα γράμματα)
Απόδοση στα Ελληνικά : Δημήτρης Γκίκας.
Για διορθώσεις
μετάφρασης ως προς το πρότυπο κείμενο, απορίες, ή συμπληρώματα, γράψτε
μας: gikasd63@hotmail.com η αφήστε μήνυμα inbox στη
Σελίδα:
Επίσης εάν θέλετε να δημοσιευτεί στο μπλόγκ μας κάποια δική σας εργασία,
άρθρο, ή paper σχετικά με την επιστήμη, αποστείλατε τα άρθρα αυτά συνοδευόμενα
απαραίτητα από τη σχετική βιβλιογραφία, και την σχετική έντυπη
άδεια σας για δημοσίευση στο μπλόγκ μας, στη
διεύθυνση: gikasd63@hotmail.com . Η δημοσίευση είναι εντελώς
δωρεάν.
Εάν, κατά την άποψή σας, υπάρχουν επιστημονικά λάθη στο πρότυπο κείμενο η
ομάδα μας δεν μπορεί να παρέμβει και να το αλλάξει χωρίς την συναίνεση του
αρθρογράφου. Για οποιαδήποτε τέτοια αλλαγή επικοινωνήστε με την πηγή του
άρθρου.
Το κείμενο υπόκειται σε επικαιροποίηση αν υπάρξουν έγκυρες διορθώσεις
ή νέα στοιχεία που αφορούν το θέμα του άρθρου.