Videnskab
 science >> Videnskab >  >> Astronomi

Sort hul er tættest på Jorden, blandt de mindste, der nogensinde er opdaget

Kredit:Lauren Fanfer

Forskere har opdaget et af de mindste sorte huller, der er registreret - og det tætteste på Jorden fundet til dato.

Forskere har døbt det 'Enhjørningen, "delvis fordi det er, indtil nu, en af ​​slagsen, og til dels fordi den blev fundet i stjernebilledet Monoceros - 'Enhjørningen'. Resultaterne offentliggøres i dag, 21. april, i journalen Månedlige meddelelser fra Royal Astronomical Society .

"Da vi så på dataene, dette sorte hul - Enhjørningen - er lige sprunget ud, " sagde hovedforfatter Tharindu Jayasinghe, en doktorgradsstuderende i astronomi ved Ohio State University og en præsident i Ohio State.

Enhjørningen er omkring tre gange vores sols masse - lille for et sort hul. Meget få sorte huller af denne masse er blevet fundet i universet. Dette sorte hul er 1, 500 lysår væk fra Jorden, stadig inde i Mælkevejen. Og, indtil Jayasinghe begyndte at analysere det, det gemte sig i det væsentlige i almindeligt syn.

Det sorte hul ser ud til at være en følgesvend til en rød kæmpestjerne, hvilket betyder, at de to er forbundet af tyngdekraften. Forskere kan ikke se det sorte hul - de er, Per definition, mørk, ikke kun visuelt, men til de værktøjer astronomerne bruger til at måle lys og andre bølgelængder.

Men i dette tilfælde, de kan se det sorte huls ledsagerstjerne. Den stjerne var blevet veldokumenteret af teleskopsystemer inklusive KELT, løbe tør for Ohio State; ASAS, forløberen for ASAS-SN, som nu er løbet tør for Ohio State, og TESS, en NASA-satellit, der søger efter planeter uden for vores solsystem. Data om det havde været bredt tilgængelige, men var endnu ikke blevet analyseret på denne måde.

Da Jayasinghe og de andre forskere analyserede disse data, de lagde mærke til noget, de ikke kunne se, syntes at kredse om den røde kæmpe, hvilket får lyset fra den stjerne til at ændre intensitet og udseende på forskellige punkter rundt om banen.

Noget, de indså, rykkede i den røde kæmpe og ændrede dens form. Den trækkende effekt, kaldet en tidevandsforvrængning, giver astronomer et signal om, at noget påvirker stjernen. En mulighed var et sort hul, men den skulle være lille - mindre end fem gange vores sols masse, falder ind i et størrelsesvindue, som astronomer kalder "massegabet". Først for nylig har astronomer betragtet det som en mulighed, at sorte huller af den masse kunne eksistere.

"Når man ser på en anden måde, det er det vi laver, du finder forskellige ting, " sagde Kris Stanek, studie medforfatter, astronomiprofessor ved Ohio State og en fremtrædende forsker ved universitetet. "Tharindu kiggede på denne ting, som så mange andre mennesker havde set på, og i stedet for at afvise muligheden for, at det kunne være et sort hul, han sagde, 'Godt, hvad hvis det kunne være et sort hul?"

Astronomer har opdaget et af de mindste sorte huller, der er registreret - og det tætteste på Jorden, der nogensinde er fundet - i det nærliggende stjernebillede Monoceros. Kredit:Ohio State motion graphic af Matt Stoessner

Denne tidevandsafbrydelse er produceret af tidevandskraften fra en uset ledsager - et sort hul.

"Ligesom månens tyngdekraft forvrider jordens oceaner, får havene til at bule mod og væk fra månen, producerer højvande, så forvrænger det sorte hul stjernen til en fodboldlignende form med den ene akse længere end den anden, " sagde Todd Thompson, medforfatter til undersøgelsen, formand for Ohio State's astronomiafdeling og en fremtrædende universitetsforsker. "Den enkleste forklaring er, at det er et sort hul - og i dette tilfælde, den enkleste forklaring er den mest sandsynlige."

Den røde kæmpes hastighed, perioden af ​​kredsløbet og måden, hvorpå tidevandskraften forvrængede den røde kæmpe fortalte dem det sorte huls masse, førte dem til at konkludere, at dette sorte hul var omkring tre solmasser, eller tre gange solens.

I omkring det sidste årti, astronomer og astrofysikere spekulerede på, om de ikke fandt disse sorte huller, fordi de systemer og tilgange, de brugte, ikke var sofistikerede nok til at finde dem. Eller, de undrede sig, fandtes de simpelthen ikke?

Derefter, for omkring 18 måneder siden, mange af medlemmerne af dette forskningshold i Ohio State, ledet af Thompson, publiceret en videnskabelig artikel i tidsskriftet Videnskab , tilbyder stærke beviser for, at disse typer sorte huller eksisterede. Den opdagelse motiverede Jayasinghe og andre, både i Ohio State og rundt om i verden, for for alvor at søge efter mindre sorte huller. Og den evaluering førte dem til Enhjørningen.

At finde og studere sorte huller og neutronstjerner i vores galakse er afgørende for videnskabsmænd, der studerer rummet, fordi den fortæller dem om, hvordan stjerner dannes og dør.

Men at finde og studere sorte huller er, næsten per definition, svært:Individuelle sorte huller udsender ikke den samme slags stråler, som andre objekter udsender i rummet. De er, til videnskabeligt udstyr, elektromagnetisk lydløs og mørk. De fleste kendte sorte huller blev opdaget, fordi de interagerede med en ledsagerstjerne, som skabte en masse røntgenstråler - og disse røntgenstråler er synlige for astronomer.

I de seneste år, flere store eksperimenter for at forsøge at lokalisere mindre sorte huller er iværksat, og Thompson sagde, at han forventer at se flere "massegab" sorte huller opdaget i fremtiden.

"Jeg tror, ​​feltet skubber i retning af dette, for virkelig at kortlægge, hvor mange lavmasser, hvor mange mellemmasse og hvor mange højmasse sorte huller er der, fordi hver gang du finder en, giver den dig et fingerpeg om, hvilke stjerner der falder sammen, som eksploderer og som er midt imellem, " han sagde.


Varme artikler