Úgy tűnik, hogy az a „szörnyeteg fekete lyuk”, amelyet a kutatók találtak, végül nem annyira szörnyű. De hibákat találni és javításukra törekedni a tudomány előrelépésében.
Egy nemrégiben elvégzett tanulmányban (egy 2006. november 27-én közzétett, recenzált tanulmányban) egy tudóscsoport beszámolt az LB-1 bináris rendszer felfedezéséről, amely csillagot és az eredmények szerint egy fekete lyuk társát a tömeg 70-szerese a napunk. Ez volt a legfontosabb hír, a csillagtömegű fekete lyukak (egy csillag gravitációs összeomlásával képződött fekete lyukak) általában kevesebb, mint a masszív fele. Ám bár Jifeng Liu, a Kínai Tudományos Akadémia Kínai Nemzeti Csillagvizsgálói Intézetének (NAOC) vezetésével végzett tanulmány izgalmas volt, szintén téves.
Ezen a héten három új cikk jelent meg, amelyek megvizsgálták Liu tanulmányának eredményeit, és ezek a tanulmányok azt mondják, hogy az LB-1 fekete lyuka valójában nem olyan masszív.
Furcsa fekete lyukak
A csillagtömegű fekete lyukakat általában azon fényes röntgenkibocsátás alapján azonosítják, amelyek a tárgyakból csillagokból felvevõ vagy behúzódó gázból származnak. De az LB-1-ben észlelt fekete lyuk "nem kölcsönhatásba lép"; más szóval, nem szedi a gázot a csillagából, tehát fényes kibocsátások révén nem található meg. A tudósok úgy vélik, hogy a világegyetemben sok ilyen típusú fekete lyuk található, de mivel ezeket a tárgyakat nehéz megfigyelni, kevés megfigyelés mutatja, hogy hányan lehetnek odakint.
Tehát annak megállapításához, hogy a rendszernek van fekete lyukja, Liu csapatának közvetetten kell megkeresnie és tanulmányoznia az objektumot, megfigyelve a rendszer csillagának és a mélyvörös sugárzási vonalnak a Doppler-eltolódásban bekövetkező mozgását.
A Doppler jelenség alatt a Föld felé mozgó tárgyak kéken jelennek meg, mert a fény hullámhosszai egyre rövidebbek, és pirosak, ha távolodnak tőlünk, mert a hullámhosszok egyre hosszabbak. Az emissziós vonal, azaz H-alfa emissziós vonal, spektrális vonal vagy egy spektrum sötét vonala. Spektrális vonalakat gyakran használnak az atomok vagy molekulák azonosítására, és ezt a specifikus vonalat hidrogén elektronok hozzák létre. Liu csapata azzal a feltevéssel befejezte munkáját, hogy ez a vonal a fekete lyuk körül lévő akkumulációs korongból jön.
A Doppler-eltolás változásainak mérésével a kutatók meghatározhatták a tárgyak sebességét és következésképpen tömegüket. "Ha a csillag és a társ egyazon sebességgel járna, akkor az azt jelentené, hogy azonos tömegük van, és ha az egyik gyorsabban gyorsul, akkor sokkal nehezebb lesz", a Kaliforniai Egyetem, Berkeley, csillagászat doktori hallgató Kareem El-Badry , mondta az eredményeket elemző három cikk egyikének társszerzője. Tehát a fekete lyukból származó (amit Liu csapata feltételezte) a fekete lyukból származó emisszió kavargó mozgásának mérésekor, Liu csapata úgy határozott, hogy a fekete lyuk sebességének azt kell jelentenie, hogy rendkívül hatalmas egy csillagtömegű fekete lyuk számára.
Ha a kibocsátás valójában egy fekete lyukból származik és mozog, amint azt jelentették, ez valójában azt jelentené, hogy egy rendkívül hatalmas tárgy van a rendszerben - magyarázta El-Badry.
A következtetés fő problémája? Kiderült, hogy ez a kibocsátási vonal, amelynek mozgása a javasolt ultramasszív tárgy fő bizonyítéka volt, nem kavargott. Valójában egyáltalán nem mozdult, az új papírok Liu csapatának következtetéseire vonatkoztak.
Merész igény
Lehet, hogy az elmúlt néhány hétben hallottál beszélgetést egy „lehetetlen” 70 napenergia-tömegű fekete lyukról. A mai hidegvíz adagban azzal érvelünk, hogy az adatokat félreértelmezték, és nincs bizonyíték a szokatlanul nagy BH-ra. 1 / https://t.co/hWLhvaFK1F pic.twitter.com/FoEPifPegc 2019. december 10.
Egy furcsa módon hatalmas fekete lyuk felfedezésének állítása először furcsanak találta El-Badryt, mert ilyen típusú fekete lyukat még soha nem figyeltek meg ilyen tömeggel. "Az első gondolatom, amikor megjelent a cikk, ez egy olyan merész állítás, hogy a bizonyítékok valóban nagyon jók" - mondta El-Badry a Space.com-nak. "Mindig nyitottnak kell lennie, de ebben az esetben a követelés határozottan rendkívüli volt, és a bizonyítékok egy kicsit remegőbbek voltak."
A fő kérdés, amelyet El-Badry talált, az volt, hogy a kibocsátásvezeték csak mozog; valójában nem kacagott.
El-Badry és Eliot Quataert, az UC Berkeley csillagászati és fizikai professzora, közzétették elemzésüket hétfőn (9. december) az arXiv preprint nyomtatószerverre. A dolgozatot közzétették a Királyi Csillagászati Társaság havi értesítései folyóiratban is.
Hiányzik az abszorpciós vonal
Szóval, hogyan lehet csak egy kibocsátási vonal "mozogni"? Nos, éppen úgy történt, hogy felszállt egy abszorpciós vonal tetejére, ami megteremtette az illúziót.
Az illúzió megértéséhez először tudnia kell, hogy mi az abszorpciós vonal. A csillagokat körülvevő külső légköri rétegek elnyelő anyagként szolgálnak a csillagból származó fény elnyelésére. Tehát, amikor a kutatók a csillagokból származó fény spektrumát tanulmányozzák, láthatják az abszorpciós vonalakat, amelyeket az atmoszférában lévő atomok hoznak létre az atomállapotok között átmenetileg.
A csillaggal az LB-1-ben egy abszorpciós vonal volt, amelyet "elrejtettek" az emissziós vonal - mondta El-Badry. Egy ilyen helyzet azt az illúziót hozhatja létre, hogy az emissziós vonal mozog, és így megjelenik a Doppler-eltolás, amelyet El-Badry és a többi tanulmány mögött álló tudósok magyaráztak és mutattak be a tanulmányokban. El-Badry és Quataert, akik ugyanazt az adatot használták fel a vizsgálathoz, mint a Liu csapata, rájött, hogy egyszerűen kivonja az abszorpciós vonalat a kibocsátási vonal méréseiből, és megállapította, hogy az emissziós vonal egyáltalán nem mozog.
E kibocsátás mozgása nélkül, Todd Thompson, az Ohio Állami Egyetem Csillagászati Tanszékének professzora, aki nem vett részt ezekben a tanulmányokban, magyarázta a Space.com-nak, két lehetséges értelmezés létezik. Vagy a rendszer második tárgya sokkal tömegebb, mint valaha megfigyelték (több mint 70 napenergiával), vagy ami sokkal valószínűbb, hogy csak egy átlagos méretű fekete lyuk lehet az LB-1-ben, és a kibocsátási vonal jön valahol máshol - mondta Thompson.
"Van itt valami. Csak az, hogy valószínűleg csak egy rendszeres, csillagtömegű fekete lyuk" - mondta Jackie Faherty, a New York-i Amerikai Természettudományi Múzeum egyik vezető tudósa és a "StarTalk Radio" társigazgatója. .com. Faherty nem vett részt ezekben az esetekben.
Mivel azonban a kibocsátási vonal valószínűleg nem a fekete lyukból származik, a kutatók nem tudnak szuper pontos becslést a fekete lyuk tömegéről. De az El-Badry csapata elemzése azt sugallja, hogy a fekete lyuk valószínűleg 5 és 20 napenergia tömeg között van, amely - amint azt papírokban leírták - "a legmegbízhatóbbnak tűnik".
Felfedezés ... megszakadt?
Két további dokumentum jött ki, amelyek szintén felülvizsgálják Liu csapata állításait. Egy, egy új-zélandi elméleti csillagász, J.J. Eldridge, amelyet az arXiv közzétett, elméleti megközelítést alkalmazott a rendszer elemzéséhez. A tanulmány kutatói a különféle típusú bináris rendszerek nagy könyvtárát szimulálták annak érdekében, hogy a tudósok olyan bináris anyagot találjanak, amely megegyezik az LB-1-re jelentett megfigyelésekkel. Találtak néhányat, amelyek képesek voltak, de egyikükben sem volt 70 napenergia-tömegű fekete lyuk.
A másik tanulmány, amelyet az arXiv is közzétett, és Michael Abdul-Masih vezetésével a belgiumi KU Leuven Egyetem Csillagászati Intézetéből hasonló megközelítést alkalmazott El-Badryéval. Ugyanakkor, ahelyett, hogy ugyanazokat az adatokat használnák, mint a Liu csapata, ezek a kutatók más távcső segítségével összegyűjtötték a bináris rendszer saját spektrumát. Szimulációkat is készítettek, amelyek során abszorpciós vezetéket tettek egy kibocsátási vonal alá, hogy megnézhessék, valószínű-e az emisszió úgy mozogni, mint az LB-1-ben. Ezekben a szimulációkban Abdul-Masih csapata úgy találta, hogy a vonal valószínűleg előre-hátra mozog, további bizonyítékot szolgáltatva arra, hogy a rendszerben a kibocsátási vonal csak úgy néz ki, mintha mozogna.
LB-1 megváltása
"Kicsit túl izgalmasnak tűnt, hogy igaz legyen" - mondta Faherty. De hozzátette: "Ez is a tudomány fejlődésének útja".
Faherty hangsúlyozta: "Ez rendben van, ha ilyen jellegű dolog megtörténik. ... Ez csak egy korábbi eredmény javítása ... rendben van, ha ilyen helyzet van" - tette hozzá. "A tudomány halad és tovább halad."
Ezek a nyomon követési vizsgálatok bizonyítékokat szolgáltattak arra, hogy az LB-1 másodlagos tárgya valójában nem ultraibolya, ultramasszív fekete lyuk. Ez azonban továbbra is rendkívül érdekes tárgy és érdemes tovább tanulmányozni - mondta El-Badry.
Mivel annyira nagy figyelmet szenteltek az eredeti tanulmánynak, beleértve ezeket a nyomon követési elemzéseket, fokozódott az érdeklődés az LB-1 rendszer és az ahhoz hasonló rendszerek iránt.
Az olyan nem interaktív fekete lyukak azonosításával és tanulmányozásával, mint amilyen az LB-1-hez társul, a tudósok többet megtudhatnak ezekről a megfoghatatlan tárgyakról. Mint mondják, hogy űrben gyakoriak, nehéz észrevenni őket, mert nem adnak fényes röntgenkibocsátást.
"Nagyon érdekes idő keresni ezeket a nem interakciós fekete lyukakat, és határozottan találtak egy nagyon érdekes rendszert" - mondta Thompson. Van egy olyan népesség, amelynek a csillagok binárisjaiban fekete lyukaknak kell lennie, ahol nincs aktív kölcsönhatás a két elem között "- tette hozzá.
Ezenkívül érdekes lehet, ha a tudósok folytatják annak vizsgálatát, hogy pontosan honnan származik ez a H-alfa-kibocsátási vonal. Az LB-1-et vizsgáló papírok arra utalnak, hogy "lehetséges, hogy a keringési anyagok beszámolhatnak róla, de ez egy kis rejtély ... rendben van, ha valamilyen rejtélyt vonunk be az eredménybe" - mondta Faherty.
A Space.com felszólította Liu csapata véleményét, és Liu elmondta: "Egy levelet írunk az összes ilyen aggodalom megoldására." Hozzátette, hogy csapata azt várja, hogy ez a papír valamikor a jövő héten elkészüljön.
- Mik a fekete lyukak?
- Fekete lyuk kvíz: Mennyire ismered a természet legfurcsabb alkotásait?
- Eureka! A tudósok fényképezzenek egy fekete lyukat első alkalommal
