یک سیاهچاله سرکش که در کهکشان ما پرسه می زند ممکن است به تازگی تایید شده باشد

اولین کشف سیاهچاله ای سرکش که به نظر می رسد در کهکشان راه شیری در حال حرکت است، اوایل سال جاری آشکار شد، به تازگی تاییدیه مهمی دریافت کرده است.

یک تیم دوم از دانشمندان که تجزیه و تحلیل جداگانه و مستقلی انجام می دهند، تقریباً به همین یافته رسیده اند و اضافه می کنند. به این ایده که ما به طور بالقوه سیاهچاله ای سرگردان در کهکشان را شناسایی کرده ایم.

به رهبری اخترشناسان کیسی لام و جسیکا لو از دانشگاه کالیفرنیا، برکلی، کار جدید به نتیجه کمی متفاوت رسیده است. با توجه به گستره جرمی جسم، ممکن است یک ستاره نوترونی باشد، بر اساس مطالعه جدید، به جای سیاهچاله.

در هر صورت، این بدان معناست که ما ممکن است ابزار جدیدی برای جستجوی اجرام تاریک و فشرده داشته باشیم که در غیر این صورت در کهکشان ما غیرقابل تشخیص هستند، با اندازه‌گیری روشی که میدان‌های گرانشی آن‌ها تاب می‌خورند و نور ستاره‌های دوردست را هنگام عبور از مقابلشان منحرف می‌کنند، که به آن میکرولنزینگ گرانشی می‌گویند.

“این اولین سیاهچاله یا ستاره نوترونی شناور آزاد است که با گرانش کشف شد. میکرولنزینگ،” لو می گوید.

“با میکرولنز، ما می‌توانیم این اجسام فشرده و تنها را کاوش کنیم و آنها را وزن کنیم. فکر می‌کنم پنجره جدیدی را به روی این اجسام تاریک باز کرده‌ایم که هیچ چیز دیگری را نمی‌توان دید. راه.”

سیاه چاله‌ها به عنوان هسته‌های فروریخته ستارگان عظیمی هستند که به پایان عمر خود رسیده‌اند و مواد بیرونی خود را به بیرون پرتاب کرده‌اند. چنین ستارگان پیشرو سیاهچاله ای – بزرگتر از ۳۰ برابر خورشید – تصور می شود که عمر نسبتا کوتاهی دارند. تعداد زیادی از ۱۰ میلیون تا ۱ میلیارد سیاهچاله‌هایی با جرم ستاره‌ای که به‌طور مسالمت‌آمیز و بی‌صدا در حال حرکت هستند. کهکشان.

اما سیاهچاله ها به دلایلی سیاهچاله نامیده می شوند. آنها هیچ نوری از خود ساطع نمی کنند که بتوانیم آن را تشخیص دهیم، مگر اینکه موادی روی آنها بیفتد، فرآیندی که اشعه ایکس را از فضای اطراف سیاهچاله تولید می کند. بنابراین، اگر یک سیاهچاله فقط در حال معلق بودن باشد و کاری انجام ندهد، تقریباً هیچ راهی برای تشخیص آن نداریم.

تقریباً. چیزی که یک سیاهچاله دارد، یک میدان گرانشی شدید است، آنقدر قدرتمند که هر نوری را که از آن عبور می کند، منحرف می کند. برای ما، به عنوان ناظر، این بدان معناست که ممکن است ستاره‌ای دوردست را ببینیم که درخشان‌تر و در موقعیتی متفاوت از حالت عادی ظاهر می‌شود.

در ۲ ژوئن ۲۰۱۱، دقیقاً این اتفاق افتاد. دو بررسی میکرولنزینگ جداگانه – آزمایش عدسی گرانشی نوری (OGLE) و مشاهدات میکرولنز در اخترفیزیک (MOA) – به طور مستقل رویدادی را ثبت کردند که در ۲۰ جولای به اوج خود رسید.

این رویداد MOA-2011-BLG نام داشت. -۱۹۱/OGLE-2011-BLG-0462 (کوتاه شده به OB110462)، و از آنجایی که به طور غیرعادی طولانی و به طور غیرمعمول روشن بود، دانشمندان برای بررسی دقیق تر به آنجا آمدند.

«چگونه است. مدت زمانی که رویداد روشن شدن طول می کشد، اشاره ای به این است که لنز پیش زمینه که نور ستاره پس زمینه را خم می کند چقدر عظیم است، لام توضیح می دهد.

“احتمال رخدادهای طولانی به دلیل سیاهچاله ها بیشتر است. هرچند این تضمینی نیست، زیرا مدت زمان روشن شدن اپیزود نه تنها به بزرگی لنز پیش‌زمینه بستگی دارد، بلکه به سرعت حرکت لنز پیش‌زمینه و ستاره پس‌زمینه نسبت به یکدیگر نیز بستگی دارد.

الف در موقعیت اصلی ستاره پس‌زمینه، می‌توانیم تأیید کنیم که آیا لنز پیش‌زمینه واقعاً سیاه‌چاله است یا خیر.”

تصویری که نشان می دهد هابل چگونه یک رویداد میکرولنزینگ را مشاهده می کند. (NASA، ESA، STScI، Joseph Olmsted)

در این مورد، رصدهای منطقه در هشت موقعیت جداگانه با استفاده از تلسکوپ فضایی هابل تا سال ۲۰۱۷ انجام شد. /p>

از تجزیه و تحلیل عمیق این داده ها، تیمی از ستاره شناسان به رهبری کایلاش ساهو از موسسه علمی تلسکوپ فضایی به این نتیجه رسیدند که مقصر یک میکرولنز سیاهچاله با جرم ۷.۱ برابر خورشید در فاصله ۵۱۵۳ سال نوری از ما.

تحلیل لو و لام اکنون داده‌های بیشتری از هابل که اخیراً در سال ۲۰۲۱ گرفته شده است، اضافه می‌کند. تیم آن‌ها دریافتند که جرم تا حدودی کوچک‌تر است، بین ۱.۶ تا ۴.۴ برابر جرم خورشید. .

این بدان معناست که جسم می تواند یک ستاره نوترونی باشد. این همچنین هسته فروپاشیده یک ستاره پرجرم است، ستاره ای که بین ۸ تا ۳۰ برابر جرم خورشید شروع شده است.

جسم حاصل توسط چیزی به نام فشار انحطاط نوترونی پشتیبانی می شود که به موجب آن نوترون ها نمی خواهند. اشغال همان فضا؛ این مانع از فروپاشی کامل آن به یک سیاهچاله می شود. جرم چنین جسمی حدود ۲.۴ برابر جرم خورشید است.

جالب است که هیچ سیاهچاله ای کمتر از ۵ برابر جرم خورشید شناسایی نشده است. به این شکاف جرم کمتر گفته می شود. اگر کار لام و همکارانش درست باشد، به این معنی است که می‌توانیم شیء شکاف جرم کمتری را روی دستان خود تشخیص دهیم، که بسیار وسوسه‌انگیز است.

دو تیم با جرم‌های مختلف برای این کار بازگشتند. جسم فشرده به دلیل آنالیزهای آنها نتایج متفاوتی را برای حرکات نسبی جسم فشرده و ستاره دارای عدسی نشان می دهد.

ساهو و تیمش دریافتند که جسم فشرده با سرعت نسبتاً بالایی ۴۵ کیلومتر در ثانیه حرکت می کند. در نتیجه یک ضربه ناتال: یک انفجار ابرنواختر کج می‌تواند هسته فروپاشی شده را با سرعت دور کند.

اما لام و همکارانش ۳۰ کیلومتر در ثانیه داشتند. آنها می گویند که این نتیجه نشان می دهد که شاید انفجار ابرنواختری برای تولد یک سیاهچاله ضروری نباشد.

در حال حاضر، نمی توان نتیجه قطعی از OB110462 در مورد اینکه کدام تخمین درست است، گرفت، اما ستاره شناسان انتظار می رود از کشف تعداد بیشتری از این اجرام در آینده چیزهای زیادی بیاموزیم.

“هر چه که باشد، این جسم اولین بقایای تاریک ستاره ای است که بدون همراهی ستاره دیگری در کهکشان سرگردان است.” لام می گوید.

تحقیق در تحقیق پذیرفته شده است مجله Astrophysical، و در arXiv در دسترس است.