Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy
Sign in to follow this  
KopalniaWiedzy.pl

Układ potrójny z najbliższą Ziemi czarną dziurą można zobaczyć gołym okiem

Recommended Posts

Grupa astronomów z Europejskiego Obserwatorium Południowego (ESO) poinformowała o odkryciu czarnej dziury znajdującej się w odległości zaledwie 1000 lat świetlnych od Ziemi. Stanowi ona część układu potrójnego, który można obserwować gołym okiem. Obecność czarnej dziury wykryto śledząc dwie towarzyszące jej gwiazdy. Specjaliści nie wykluczają, że w przyszłości znajdziemy więcej takich układów.

Byliśmy bardzo zaskoczeni, gdy okazało się, że mamy do czynienia z pierwszym układem gwiazd z czarną dziurą, który można obserwować gołym okiem, mówi Petr Hardva z Akademii Nauk Republiki Czeskiej. Dziura wraz z gwiazdami znajduje się w gwiazdozbiorze Lunety. Można go obserwować z Półkuli Południowej.

Naukowcy nie podejrzewali, że dokonają tak interesującego odkrycia. Obserwowali układ podwójny HR 6819. Jednak gdy przystąpili do analizy danych okazało się, że w układzie znajduje się też czarna dziura. Spektrograf FEROS znajdujący się na teleskopie MPG/ESO w La Silla wykazał, że jedna z gwiazd co 40 dni okrąża niewidoczny obiekt. Druga gwiazda znajduje się zaś w znaczniej odległości do tej pary.

Czarna dziura w układzie HR 6819 to jeden z pierwszych znanych nam obiektów tego typu, który nie wchodzi w gwałtowne interakcje z otoczeniem, zatem naprawdę jest czarna i trudno ją zaobserwować. Jej obecność stwierdzono na podstawie badań orbity krążącej wokół gwiazdy. Obliczenia wskazały, że musi tam istnieć niewidoczny obiekt o masie co najmniej 4-krotnie większej od masy Słońca.

Dotychczas znaleźliśmy jedynie kilkadziesiąt czarnych dziur w Drodze Mlecznej. Naukowcy sądzą jednak, że od początku istnienia wszechświata olbrzymia liczba gwiazd zapadła się w sobie i utworzyła czarna dziury. Specjaliści przypuszczają, że istnieją setki milionów czarnych dziur.

Najnowsze odkrycie rzuca też nieco światła na inne układy. uczeni już przypuszczają, że jeden z nich – LB-1 – również może być układem potrójnym cz czarną dziurą. Znajduje się on niewiele dalej od HR 6819. Astronomowie już zapowiadają, że rozpoczną jego obserwacje.


« powrót do artykułu

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now
Sign in to follow this  

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      Supermasywna czarna dziura w centrum Drogi Mlecznej – Sagittarius A* – obraca się wolniej niż się spodziewano. Jej obrót jest wolniejszy, a prawdopodobnie znacznie wolniejszy, niż 10% prędkości światła. To niezwykle powoli jak na obracającą się czarną o masie 4,15 miliona razy większej od masy Słońca.
      Prędkość obrotowa czarnej dziury jest ważna z dwóch powodów. Po pierwsze horyzont zdarzeń czarnej dziury, czyli miejsce spoza którego nic nie może się wydostać, jest coraz większy i większy w miarę, jak czarna dziura pochłania coraz więcej materii. Jednak im szybciej dziura się obraca, tym bardziej kurczy się jej horyzont zdarzeń. To zaś powoduje, że szybko obracające się czarne dziury mają mniejszy horyzont zdarzeń niż wolno obracające się czarne dziury o tej samej masie. Po drugie, tempo obrotu czarnej dziury odgrywa rolę w pojawianiu się dżetów z obu stron czarnej dziury. Większość galaktyk podobnych do Drogi Mlecznej posiada supermasywne czarna dziury, a wielu z nich towarzyszą potężne dżety.
      Jednak Droga Mleczna nie posiada dżetów. Już samo to sugeruje, że SgrA* nie obraca się zbyt szybko. Specjaliści sądzą bowiem, że dżet to materia z dysku akrecyjnego, która znajduje się zaraz poza horyzontem zdarzeń i która została przyspieszona w wyniku szybkiego obrotu czarnej dziury. Brak dżetu może sugerować, że albo takiej materii w dysku akrecyjnym SgrA* jest bardzo mało, albo dziura obraca się wolno, albo też mają miejsce obie te sytuacje.
      Autorzy najnowszych badań postanowili zmierzyć obrót Sagittariusa A*. Wykorzystali w tym celu gwiazdy znajdujące się w bezpośrednim otoczeniu czarnej dziury. Stwierdzili, że wszystkie te gwiazdy znajdują się na dwóch płaszczyznach. Gdyby narysować ich orbity i przyjrzeć im się z boku, okaże się, że tworzą one kształt X. Z obliczeń wynika, że gdyby SgrA* obracała się szybciej niż 10% prędkości światła, to gwiazdy te zostałyby wyrzucone z takich orbit. Orbity te są najprawdopodobniej równie stare co same gwiazdy. Powstały one w momencie narodzin tych gwiazd. Gdyby czarna dziura wirowała bardzo szybko, już byśmy takich orbit nie obserwowali.
      Wszystko, co w przestrzeni kosmicznej obraca się bardzo szybko wywiera wpływ na obiektu znajdujące się na orbitach. Z czasem oddziaływanie takiego szybko obracającego się obiektu powoduje, że orbity mniejszych obiektów wokół niego coraz bardziej do płaszczyzny obrotu masywnego obiektu. Jeśli zaś masywny obiekt obraca się powoli, słabiej oddziałuje na obiekty na jego orbitach, dzięki czemu mogą one utrzymać swoje pierwotne orbity.
      Więcej na temat badań można przeczytać na łamach Astrophysical Journal Letters.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Very Large Telescope zauważył sześć galaktyk zgromadzonych wokół supermasywnej czarnej dziury z czasów, gdy wszechświat liczył sobie mniej niż miliard lat. Po raz pierwszy zauważono takie zgrupowanie z czasów tak nieodległych od Wielkiego Wybuchu. Odkrycie pomaga lepiej zrozumieć, w jaki sposób supermasywne czarne dziury mogą powstawać i ewoluować tak szybko.
      Głównym celem naszych badań było lepsze zrozumienie jednych z najbardziej niezwykłych obiektów astronomicznych – supermasywnych czarnych dziur istniejących już we wczesnym wszechświecie. Dotychczas nikt nie potrafi dobrze wyjaśnić ich istnienia, mówi główny autor badań, Marco Mignoli z Narodowego Instytutu Astrofizyki w Bolonii.
      Nowe obserwacje ujawniły istnienie galaktyk znajdujących się w okolicach supermasywnej czarnej dziury, a całość otoczona jest „pajęczą siecią” gazu rozciągającego się na obszarze 300-krotnie większym niż obszar Drogi Mlecznej. Olbrzymia ilość gazu zasila zarówno galaktyki, jak i czarną dziurę. Naukowcy szacują, że czarna dziura ma masę miliarda mas Słońca, a otaczająca całość gazowa struktura powstała, gdy wszechświat liczył sobie zaledwie 900 milionów lat.
      Obecnie uważa się, że pierwsze czarne dziury powstały z pierwszych gwiazd, które się zapadły. Musiały one błyskawicznie ewoluować, skoro po 900 milionach lat istnienia wszechświata osiągały masę miliarda Słońc. Astronomowie mają jednak problemy z wyjaśnieniem tej ewolucji. Takie czarne dziury musiałyby bowiem bardzo szybko wchłaniać olbrzymie ilości materii. Odkrycie galaktyk otaczających czarną dziurę i spowijającej wszystko sieci gazu może wyjaśniać tę błyskawiczną ewolucję.
      Powstaje jednak pytanie, w jaki sposób dochodzi do tworzenia się „pajęczej sieci” gazu. Astronomowie sądzą, że bierze w tym udział ciemna materia. To ona przyciąga gaz, który tworzy olbrzymie struktury, wystarczające, by wyewoluowały z nich zarówno galaktyki, jak i czarne dziury.
      Nasze badania wspierają hipotezę mówiącą, że najbardziej odległe masywne czarne dziury tworzą się i rosną w masywnym halo ciemnej materii. Dotychczas takich struktur nie wykrywaliśmy, gdyż ograniczały nas nasze możliwości obserwacyjne, wyjaśnia współautor badań Colin Norman z Uniwersytetu Johnsa Hopkinsa. Zaobserwowane teraz galaktyki są jednymi z najsłabiej świecących, jakie udało się zarejestrować.  Aby je zauważyć, konieczne były wielogodzinne obserwacje za pomocą jednych z najpotężniejszych teleskopów optycznych. Dzięki temu uczeni dowiedli też, że istnieje związek pomiędzy czterema galaktykami, a czarną dziurą
      Sądzimy, że obserwujemy wierzchołek góry lodowej. Że te galaktyki, które widzimy, są najjaśniejszymi, jakie się tam znajdują, przyznaje Barbara Balmaverde z Narodowego Instytutu Astrofizyki w Turynie.
      Pozostaje tylko mieć nadzieję, że jeszcze większe teleskopy optyczne, jak budowany właśnie Extremely Large Telescope, pozwolą dostrzec więcej szczegółów.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Astronomowie z University of Warwick są współodkrywcami nowej klasy planet – ultragorących Neptunów. Co interesujące, pierwszy przedstawiciel tej klasy został znaleziony został w miejscu, gdzie planety rozmiarów Neptuna rzadko są znajdowane.
      Pierwszy ultragorący Neptun został odkryty w pobliżu gwiazdy LTT 9779. Obiega on ją w ciągu zaledwie 19 godzin. Jak obliczyli naukowcy, temperatura na powierzchni planety wynosi ponad 1700 stopni Celsjusza.
      Przy takiej temperaturze ciężkie pierwiastki jak żelazo mogą być jonizowane w atmosferze. To zaś stwarza unikatową okazję do badania składu chemicznego planet spoza Układu Słonecznego.
      Planeta LTT 9779B ma masę dwukrotnie większą od masy Neptuna, i jest o niego nieco większa. Ma zatem podobną gęstość. Stąd naukowcy wnioskują, że samo jej jądro ma masę 28 mas Ziemi, a jej atmosfera stanowi około 9% masy planety.
      Sam system liczy sobie 2 miliard y lat i ze względu na intensywne promieniowanie z gwiazdy nie należy planeta nie utrzyma swojej atmosfery zbyt długo.
      LTT 9779 to gwiazda podobna do Słońca położona w odległości 260 lat świetlnych od Ziemi. Jest bardzo bogata w metale, w jej atmosferze znajduje się dwukrotnie więcej żelaza niż w atmosferze Słońca. To zaś może wskazywać, że krążąca wokół niej planeta była w przeszłości znacznie większym gazowym olbrzymem, gdyż „lubią one” gwiazdy z dużą ilością żelaza.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Teorie mówią, że nie istnieją gwiazdowe czarne dziury o takiej masie. Ale, jak wiemy, natura zawsze znajdzie jakiś sposób, mówi Stan Woosley, astrofizyk z University of California, Santa Cruz. Uczony skomentował w ten sposób to, co zarejestrowały wykrywacze fal grawitacyjnych LIGO i Virgo. A przechwyciły one sygnał świadczący o niezwykle mało prawdopodobnej kolizji czarnych dziur o rzadko spotykanej masie.
      Eksperci,  którymi kontaktowali się dziennikarze poinformowali, że wśród 22 fal grawitacyjnych zarejestrowanych od kwietnia przez LIGO/Virgo znajduje się taki, który pochodzi od czarnej dziury o masie nawet 100 mas Słońca. Dzisiaj naukowcy potwierdzili, że zauważyli kolizję dwóch czarnych dziur o masach 65 i 85 mas Słońca, w wyniku której powstała czarna dziura o masie 150 mas Słońca.
      Krzysztof Bełczyński, astrofizyk z Uniwersytetu Warszawskiego, był tak pewien, iż zderzenie takich czarnych dziur jest mało prawdopodobne, że w 2017 roku w podczas spotkania w Aspen Center For Physics wraz z Danielem Holzem z University of Chicago zawarli zakład stwierdzając, iż żadna czarna dziura o takiej masie nie zostanie wykryta w pierwszych 100 sygnałach LIGO/Virgo. Do zakładu dołączył później też Woosley. Zakład przyjęło troje innych naukowców. Myślę, że przegramy ten zakład. Ku chwale nauki, mówi Bełczyński.
      W 1967 roku fizycy z Uniwersytetu Hebrajskiego w Jerozolimie odkryli, że jeśli umierająca gwiazda ma bardzo masywne jądro, to nie zapadnie się ono w czarną dziurę. Gwiazda taka zmieni się w supernową niestabilności kreacji par (pair-instability supernova).
      Do jej powstania dochodzi, gdy jądro gwiazdy staje się tak gorące, iż światło spontanicznie zamienia się w nim w pary elektron-pozyton. Dotychczas ciśnienie światła zapewniało stabilność jądra. Gdy zaczyna się ono zamieniać w materię ciśnienie to spada, jądro gwałtownie się kurczy, staje się coraz gorętsze, to z kolei przyspiesza produkcję par elektron-pozyton. Powstaje samonapędzający się mechanizm. W końcu temperatura rośnie do tego stopnia, że dochodzi do fuzji tlenu. W jego wyniku implozja zostanie zatrzymana, a rozpoczyna się proces odwrotny. Następuje eksplozja jądra. Jeśli jądro miało masę 65–130 mas Słońca, cała materia zostaje rozrzucona. Po gwieździe pozostaje mgławica. Jądro nie zapada się, nie powstaje czarna dziura.
      Jeśli natomiast jądro, w którym doszło do niestabilności kreacji par miało masę od 50 do 65 mas Słońca, dochodzi do serii eksplozji, które stopniowo wyrzucają materię dopóty, dopóki masa jądra nie spadnie poniżej limitu, w którym niestabilność kreacji par już nie zachodzi. Z tego wynika, że nie powinny istnieć gwiazdowe czarne dziury o masie pomiędzy 50 a 130 mas Słońca. To bardzo proste obliczenia, mówi Woosley, którego praca z 2002 roku na ten temat jest uważana za ostateczne wyjaśnienie problemu.
      Mogą za to istnieć, i istnieją, czarne dziury o masie większej niż 130 mas Słońca, gdyż implozja tak masywnego jądra nie może zostać zatrzymana, nawet w wyniku fuzji tlenu. Jądro zapada się do czarnej dziury. Jednak, jako że gwiazdy tracą masę przez całe swoje życie, gwiazda, która utworzyłaby jądro o masie ponad 130 mas Słońca musiałaby mieć co najmniej masę 300 mas Słońca. Tak masywne gwiazdy są niezwykle rzadkie. Dlatego też większość ekspertów uznaje, że LIGo/Virgo może wykryć kolizje czarnych dziur o masach nie przekraczających 50 mas Słońca.
      Znamy też supermasywne czarne dziury o masach miliony i miliardy raza większych od masy Słońca, jednak powstają one w inny sposób, a LIGO i Virgo nie są w stanie wykryć ich zderzeń.
      Dlatego tylko niewielu specjalistów uważało, że LIGO i Virgo zauważą kolizje czarnych dziur o masach ponad 50 mas Słońca. Stąd wyzwanie, jakie w formie zakładu rzucili im Bełczyński, Holz i Wooley. Zakład ten przyjęli Carl Rodriguez z MIT, Sourav Chatterjee z Tata Institute for Fundamental Research z Mombasy, do których dołączył później Fred Rasio z Northwestern University. Przegrani mają kupić każdemu z wygranych butelkę wina o wartości 100 USD.
      Rodriguez, Chatterjee i Rasio stwierdzili, że co prawda większość kolizji wykrywanych przez LIGO i Virgo prawdopodobnie ma swój początek w izolowanych układach podwójnych, ale niewielka część z nich może zachodzić w gęstych środowiskach takich jak gromady kuliste. Tam zaś, ich zdaniem, może zdarzyć się tak, że np. czarna dziura o masie 50 mas Słońca najpierw wchłonie czarną dziurę o masie 30 mas Słońca, a później znowu połączy się z jakąś czarną dziurą. LIGO/Virgo może zarejestrować to drugie zdarzenie, zatem zauważy zderzenie czarnych dziur, z których co najmniej jedna będzie miała masę pomiędzy 50 a 130 mas Słońca. Istnieje też jeszcze inna możliwość. Otóż kolizja taka może rozpocząć się również w izolowanym układzie podwójnym. Jeśli jedna z gwiazd układu utworzy czarną dziurę, a układ nadal będzie istniał, to czarna dziura może wchłaniać masę z towarzyszącej jej gwiazdy, rosnąc powyżej „zakazanego” limitu. Później, gdy druga z gwiazd utworzy czarną dziurę, może dojść do kolizji obu czarnych dziur i zarejestrowania tego wydarzenia na Ziemi.
      Krzysztof Baczyński i jego koledzy przegrali więc zakład. Woosley wciąż uważa, że granica „zakazanej masy” istnieje. Jego zdaniem, wśród olbrzymiej liczby czarnych dziur musi istnieć – mimo nielicznych wyjątków – wyraźny spadek liczby czarnych dziur w zakresie masy od 50 do 130 mas Słońca. A te nieliczne istniejące wyjątki to wynik tego, że natura nie znosi próżni.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Astrofizycy z Uniwersytetu Harvarda opublikowali na łamach The Astrophysical Journal Letters teorię, zgodnie z którą Słońce było kiedyś częścią układu podwójnego. Nasza gwiazda miała krążącego wokół niej towarzysza o podobnej masie. Jeśli teoria ta zostanie potwierdzona, zwiększy to prawdopodobieństwo istnienia Obłoku Oorta w takim kształcie, jak obecnie przyjęty i będzie można uznać teorię mówiącą, że tajemnicza Dziewiąta Planeta (Planeta X) została przez Układ Słoneczny przechwycona, a nie uformowała się w nim.
      Autorzy nowej teorii – profesor Avi Loeb i jego student Amir Siraj – postulują, że obecność towarzysza Słońca w klastrze, w którym gwiazdy się uformowały, pozwala wyjaśnić istnienie Obłoku Oorta. Naukowcy mówią, że dotychczasowe teorie pozostawiały wiele niewyjaśnionych zagadnień związanych z Obłokiem Oorta. Przyjęcie, że Słońce było częścią układu podwójnego, pozwala wyjaśnić liczne wątpliwości. Tym bardziej, że nie jest to wcale nieprawdopodobne. Większość gwiazd podobnych do Słońca zaczyna życie w układach podwójnych, mówią uczeni.
      Jeśli Obłok Oorta rzeczywiście został utworzony z obiektów przechwyconych dzięki pomocy towarzysza Słońca, to będzie to niosło istotne implikacje dla naszego rozumienia uformowania się Układu Słonecznego. Układy podwójne znacznie efektywniej przechwytują różne obiekty niż pojedyncze gwiazdy. Jeśli Obłok Oorta rzeczywiście tak się utworzył, będzie to znaczyło, że Słońce miało towarzysza o podobnej masie, stwierdza Loeb.
      Przyjęcie teorii o układzie podwójnym ma też znaczenie dla wyjaśnienia pojawienia się życia na Ziemi. Obiekty z zewnętrznych części Obłoku Oorta mogły odgrywać istotną rolę historii Ziemi. Mogły dostarczyć tutaj wodę i spowodować zagładę dinozaurów. Zrozumienie ich pochodzenia jest bardzo ważne, przypomina Siraj.
      Obaj naukowcy podkreślają, że ich teoria ma też znacznie dla wyjaśnienia zagadki Planety X. Dotyczy to nie tylko Obłoku Oorta ale również ekstremalnie dalekich obiektów transneptunowych, takich jak Dziewiąta Planeta. Nie wiadomo, skąd one pochodzą, jednak nasz model przewiduje, że jest więcej obiektów o orbitach takich jak Dziewiąta, stwierdza Loeb.
      Obecnie nie posiadamy instrumentów, które pozwoliłyby zaobserwować Obłok Oorta czy Dziewiątą Planetę. Jednak już w przyszłym roku ma zacząć działać Vera C. Rubin Observatory (VRO). Będzie ono w stanie zweryfikować istnienie Dziewiątej Planety. Jeśli VRO potwierdzi, że Dziewiąta Planeta istnieje i została przechwycona oraz zaobserwuje podobnie przechwycone planety karłowate, wtedy model binarny zyska przewagę nad obecnymi teoriami o początkach Słońca, mówi Siraj.

      « powrót do artykułu
×
×
  • Create New...