Specjaliści prezentują pomysły, jak znaleźć czarną dziurę krążącą w Układzie Słonecznym
-
Similar Content
-
By KopalniaWiedzy.pl
Przed miesiącem pisaliśmy, że astronomowie z Yale University donieśli o odkryciu czarnej dziury, która ciągnie za sobą gigantyczny ogon gwiazd i materii gwiazdotwórczej. Informacja odbiła się szerokim echem, gdyż takie zjawisko wymagałoby spełnienia całego szeregu wyjątkowych warunków. Liczne zespoły naukowe zaczęły poszukiwać alternatywnego wyjaśnienia zaobserwowanej przez Hubble'a struktury. Naukowcy z Instituto de Astrofísica de Canarias przedstawili na łamach Astronomy and Astrophysics Letters własną interpretację obserwowanego zjawiska.
Ich zdaniem niezwykła struktura zarejestrowana przez Hubble'a może być płaską galaktyką, którą widzimy od strony krawędzi. Galaktyki takie nie posiadają centralnego zgrubienia i są dość powszechne. Ruch, rozmiary i liczba gwiazd pasują do tego, co widzimy w płaskich galaktykach w lokalnym wszechświecie, mówi główny autor najnowszych badań, Jorge Sanchez Almeida. Proponowany przez nas scenariusz jest znacznie prostszy. Chociaż z drugiej strony szkoda, że to może być wyjaśnieniem, gdyż teorie przewidują, że wyrzucenie czarnej dziury z galaktyki jest możliwe, tutaj więc mielibyśmy pierwszą obserwację takiego zjawiska, dodaje.
Almeida i jego zespół porównali strukturę zaobserwowaną przez Hubble'a z dobrze znaną nieodległą galaktyką IC5249, która nie posiada centralnego zgrubienia, i znaleźli zaskakująco wiele podobieństw. Gdy przeanalizowaliśmy prędkości w tej odległej strukturze gwiazd okazało się, że odpowiadają one prędkościom obrotowym galaktyk, więc postanowiliśmy porównać tę strukturę ze znacznie nam bliższą galaktyką i okazało się, że są one wyjątkowo podobne, dodaje współautorka artykułu Mireia Montes.
Naukowcy przyjrzeli się też stosunkowi masy do maksymalnej prędkości obrotowej i odkryli, że to galaktyka, która zachowuje się jak galaktyka, stwierdza Ignacio Trujillo. Jeśli uczeni z Wysp Kanaryjskich mają rację, to Hubble odkrył interesujący obiekt. Dużą galaktykę położoną w odległych od Ziemi regionach, gdzie większość galaktyk jest mniejsza.
« powrót do artykułu -
By KopalniaWiedzy.pl
Astronomowie z University of Southampton donoszą o zaobserwowaniu najpotężniejszej znanej kosmicznej eksplozji. Jest ona 10-krotnie jaśniejsza niż jakakolwiek znana supernowa i 3-krotnie jaśniejsza niż najpotężniejsze rozerwanie gwiazdy przez siły pływowe czarnej dziury. Eksplozję AT2021lwx naukowcy obserwują od trzech lat. To bardzo długo, w porównaniu np. z supernowymi, które są widoczne przez kilka miesięcy. Do AT2021lwx doszło przed 8 miliardami lat, gdy wszechświat liczył sobie około 6 miliardów lat.
Specjaliści sądzą, że to, co obserwują to proces niszczenia olbrzymiej chmury gazu – tysiące razy większej od Słońca – przez czarną dziurę. Części chmury wpadły do czarnej dziury, a powstałe w wyniku tego fale uderzeniowe przemiszczają się przez resztę chmury, która otoczyła czarną dziurę, tworząc kształt obwarzanka.
AT2021lwx została wykryta w 2020 roku przez Zwicky Transient Facility i potwierdzona przez Asteroid Terrestrial-impact Last Alert System. Te instalacje przeglądają nocne niebo w poszukiwaniu obiektów gwałtownie zmieniających jasność. Takie zmiany mogą wskazywać na obecność supernowej czy przelatujące komety lub asteroidy. Jednak w momencie wykrycia skala eksplozji nie była znana. Pojawienie się na niebie jasnego obiektu zostało zauważone przez algorytm poszukujący supernowych. Jednak supernowe nigdy nie trwają tak długo.
Naukowcy przeprowadzili więc szereg badań za pomocą różnych teleskopów. Przeanalizowali spektrum światła, zmierzyli linie absorpcji i emisji, co pozwoliło im na określenie odległości do obiektu. Gdy już znamy odległość i wiemy, jak jasny się nam obiekt wydaje, możemy obliczyć jasność obiektu u źródła. Gdy to zrobiliśmy, zdaliśmy sobie sprawę, że jest on ekstremalnie jasny, mówi profesor Sebastian Hönig.
Jedynymi obiektami, które dorównują AT2021lwx jasnością są kwazary, supermasywne czarne dziury, do których ciągle wpada gaz pędzący z olbrzymią prędkością. W przypadku kwazarów dochodzi do zmian jasności. Raz są jaśniejsze, raz ciemniejsze. Przyjrzeliśmy się danym archiwalnym, z dekady sprzed odkrycia AT2021lwx. Niczego tam nie było i nagle pojawia się najjaśniejszy obiekt we wszechświecie, dodaje profesor Mark Sullivan.
Zjawisko można interpretować na wiele różnych sposobów, jednak najbardziej prawdopodobnym wyjaśnieniem jest niszczenie przez czarną dziurę gigantycznej chmury gazu, głównie wodoru. Naukowcy mają nadzieję, że w najbliższych latach dzięki nowym urządzeniom, jak Vera Rubin Observatory, znajdą więcej obiektów podobnych do AT2021lwx i będą mogli lepiej je zbadać.
« powrót do artykułu -
By KopalniaWiedzy.pl
Fale grawitacyjne zdradzają niektóre właściwości czarnych dziur, przez które zostały wygenerowane, takie jak ich masa czy odległość od Ziemi. Jednak para brytyjskich fizyków twierdzi, że dzięki nim można dowiedzieć się znacznie więcej o czarnych dziurach. Zdaniem Louisa Hamaide i Theo Torresa z King's College London, fale grawitacyjne mogą zdradzić nam informacje o materii wchłoniętej przez czarne dziury.
Jak wiemy, wszystko, co przekroczy horyzont czarnej dziury, zostaje przez niż wchłonięte. Z dziur nie wydobywa się nawet światło, dlatego tak trudno je badać. Jednak w 1974 roku Stephen Hawking zaproponował istnienie promieniowania wydobywającego się z czarnej dziury. Jedną nielosową cechą tego tzw. promieniowania Hawkinga, jest energia emitowanych fotonów, która zależna jest od masy dziury. Istnienie promieniowania Hawkinga prowadzi do paradoksu. Polega ona na bezpowrotnej utracie informacji o obiektach, które kiedyś zostały wchłonięte przez czarną dziurę. To sprzeczne z zasadami mechaniki kwantowej, które mówią, że informacja nie może ulec zniszczeniu i całkowicie zniknąć z wszechświata.
Hamaide i Torres przeprowadzili obliczenia dla czarnej dziury Schwarzschilda, czyli statycznej czarnej dziury. Obiekt taki nie posiada ładunku ani pędu, a promień jej horyzontu zdarzeń jest wprost proporcjonalny do jej masy. Naukowcy wykorzystali przy tym teorię perturbacji, za pomocą której badali zmiany właściwości czarnej dziury w wyniku wchłonięcia przez nią obiektu.
Z obliczeń wynika, że sygnatura pozostawiona przez obiekt wpadający do czarnej dziury jest niezwykle prosta. Z częstotliwości fal grawitacyjnych możemy poznać masę czarnej dziury, a ich amplituda zawiera informacje o masach obiektów, które do niej wpadły. Czas wpadnięcia do czarnej dziury jest zaś zapisany w fazie amplitudy, a informacje o kącie, pod jakim cząstki wpadły zawarte są w kątach fazowych sygnału fali grawitacyjnej, stwierdzają badacze na łamach Classical and Quantum Gravity.
Wielu specjalistów sceptycznie podchodzi do twierdzeń naukowców z King's College. Zwracają oni uwagę, że czarna dziura jest układem kwantowym, tymczasem Hamaide i Torres wykonali analizy klasyczne. Autorzy pracy przyznają, że sygnatury są klasyczne, a opis całego obiektu powinien być kwantowy, na podstawie funkcji falowej. Z ich obliczeń wynika, że klasyczna informacja będzie stanowiła ponad 99,9% całości, jednak nigdy nie osiągnie 100%, dlatego też w ten sposób nie uda się uzyskać pełnych informacji o czarnej dziurze. Sceptycy zwracają też uwagę, że nie w każdym przypadku można będzie dokonać pomiaru klasycznej informacji i pytają, czy w ogóle takie pomiary są możliwe. Do ich przeprowadzenia bowiem konieczne byłoby uzyskanie danych z wielu niezwykle czułych detektorów otaczających czarną dziurę. Samo więc praktyczne zastosowanie obliczeń stoi pod olbrzymim znakiem zapytania, tym bardziej, że współczesne wykrywacze fal grawitacyjnych i tak mają problemy z precyzyjnym określeniem masy i spinu czarnych dziur. I w przyszłości się to nie zmieni.
Autorzy badań zgadzają się z takim stanowiskiem. Dodają jednak, że ich praca pokazuje, iż w miarę jak przyszłe detektory fal grawitacyjnych będą coraz bardziej czułe, to uzyskanie z nich konkretnych informacji na temat właściwości czarnej dziury będzie łatwiejsze, a nie – jak się często uważa – trudniejsze.
« powrót do artykułu -
By KopalniaWiedzy.pl
Od 20 lat naukowcy obserwują w pobliżu Sagittariusa A* – centralnej czarnej dziury Drogi Mlecznej – tajemniczy szybko ewoluujący obiekt X7. Specjaliści zastanawiali się, czym on jest. Czy został wyciągnięty z większej pobliskiej struktury, czy jego niezwykły kształt to skutek oddziaływania wiatrów gwiazdowych, a może ukształtował go strumień cząstek z czarnej dziury? X7 ma masę 50-krotnie większa od masy Ziemi, a pełen obieg wokół czarnej dziury zajmie mu 170 lat.
Po analizie danych z 20 lat astronomowie z UCLA Galactic Center Group oraz Keck Observatory uważają, że X7 może być chmurą pyłu i gazu wyrzuconą podczas zderzenia dwóch gwiazd. Z czasem chmura została rozciągnięta i jest powoli rozrywana przez siły pływowe czarnej dziury. Autorzy badań sądzą, że w ciągu najbliższych dekad dojdzie do rozpadu X7, a szczątki mogą zostać wciągnięte przez Sgr A*.
Żaden obiekt w tym regionie nie podlega tak ekstremalnej ewolucji. Rozpoczęło się od kształtu przypominającego kometę i dlatego sądzono, że obiekt został ukształtowany przez wiatry gwiazdowe lub strumień cząstek z czarnej dziury. Jednak analiza danych pokazała, że obiekt stał się bardziej rozciągnięty. Coś musiało ustawić tę chmurę na takim konkretnym kursie i z tą orientacją, mówi Anna Ciurlo, główna autorka badań.
Na podstawie trajektorii obiektu naukowcy obliczyli, że około 2036 roku chmura znajdzie się najbliżej czarnej dziury. Wówczas prawdopodobnie zacznie być przez nią wciągana i zniknie. Przewidujemy, że siły pływowe rozerwą X7 zanim w pełni obiegnie ona czarną dziurę, mówi współautor badań, profesor Mark Morris z UCLA.
Niektóre cechy X7 są podobne do cech innych obiektów znajdujących się w pobliżu Sagittariusa A*. Te tak zwane obiekty G wyglądają jak chmury gazu, ale zachowują się jak gwiazdy. Jednak X7 podlega znacznie szybszej, bardziej dramatycznej ewolucji niż obiekty G. Znacznie bardziej przyspiesza też w kierunku czarnej dziury. Obecnie prędkość X7 wynosi około 1130 km/s.
Badacze przypuszczają, że obiekt powstał z gazu i pyłu wyrzuconego podczas zderzenia dwóch gwiazd. Powstała w wyniku tego zderzenia gwiazda ukryta jest za powłoką pyłu oraz gazu i może odpowiadać opisowi obiektu G. A wyrzucony gaz utworzył X7, mówi Ciurlo. Uczona dodaje, że do połączeń gwiazd dochodzi często, szczególnie w pobliżu czarnych dziur.
Ze szczegółami badań można zapoznać się na łamach The Astrophysical Journal.
« powrót do artykułu -
By KopalniaWiedzy.pl
Naukowcy z NASA napotkali na zadziwiająco masywną czarną dziurę. Jej odkrycie każe ponownie zastanowić się nad teoriami dotyczącymi ewolucji gwiazd.
Wspomniana czarna dziura jest częścią galaktyki M33, która znajduje się w odległości 3 milionów lat świetlnych od Ziemi. Dane z Chandra X-ray Observatory i teleskopu Gemini wykazały, iż czarna dziura w układzie podwójnym M33 X-7 jest 15,7 razy bardziej masywna niż Słońce. Tym samym jest to najbardziej masywna znana nam gwiazdowa czarna dziura.
Odkrycie stawia zupełnie nowe pytania o formowanie się czarnych dziur – mówi Jerome Orosz z San Diego State University, jeden z odkrywców M33 X-7.
Czarna dziura znajduje się w pobliżu towarzyszącej jej gwiazdy, która ma również olbrzymią masę, jest 70 razy cięższa od Słońca. To z kolei najcięższa gwiazda w binarnym systemie, w skład którego wchodzi czarna dziura. Wspomniana gwiazda krąży wokół czarnej dziury przesłaniając ją co trzy i pół doby. To jedyna znana nam czarna dziura w systemie binarnym, która ulega zaćmieniom. Dzięki nim możliwe jest precyzyjne określenie jej masy.
To olbrzymia gwiazda, której towarzyszy olbrzymia czarna dziura. W przyszłości gwiazda prawdopodobnie zmieni się w supernową i z czasem powstanie para czarnych dziur – stwierdził Jeffrey McClintock z Harvard-Smithsonian Center of Astrophysics.
Ewolucja systemu binarnego M33 X-7 jest trudna do przestawienia, gdyż nie zgadza się ze współczesnymi teoriami.
Otóż gwiazda, z której powstała czarna dziura, musiałaby mieć masę większą, niż istniejąca jeszcze gwiazda wchodząca w skład systemu binarnego. To właśnie przez to, iż jej masa była większa, jako pierwsza zmieniła się w czarną dziurę. Tu powstaje jednak pewien problem. Otóż średnica tej gwiazdy byłaby wówczas większa, niż obecna odległość pomiędzy czarną dziurą a istniejącą gwiazdą. Oznaczałoby to, iż gwiazdy miałyby wspólną część zewnętrznego płaszcza. To z kolei powinno spowodować tak znacznie straty w masie takiego systemu, że niemożliwe byłoby powstanie tak masywnej czarnej dziury, jaką odkryto.
Powstanie takiej dziury byłoby możliwe jedynie wówczas, gdyby gwiazda, z której czarna dziura się narodziła, traciła masę 10-krotnie wolniej, niż przewidują współczesne modele astronomiczne.
Jednak takie wolniejsze tracenie masy mogłoby wyjaśniać inne zjawisko, które wcześniej zaobserwowano. Otóż ostatnio astronomowie zauważyli niezwykle jasną supernową SN 2006gy. Gwiazda, która zmieniła się w supernową było 150-krotnie cięższa od Słońca. Oznacza to, że pod koniec swojego życia gwiazdy mogą być znacznie bardziej masywne, niż przewidują współczesne teorie. Innymi słowy, wolniej tracą masę, niż dotychczas sądzono.
« powrót do artykułu
-
-
Recently Browsing 0 members
No registered users viewing this page.