Mysleli sme si, že „prvej“ čiernej diere rozumieme. Ale mýlili sme sa, tvrdia vedci

Umelecký dojem zo systému Cygnus X-1. (Medzinárodné centrum pre výskum rádiovej astronómie)

Astronómovia znovu navštívili úplne prvú hviezdnu hmotu čierna diera niekedy identifikované a zistili sme, že je najmenej o 50 percent masívnejší, než sme si mysleli.

Čierna diera v röntgenovom binárnom systéme Cygnus X-1 bola prepočítaná na 21-násobok hmotnosti Slnka. To z nej robí najmasívnejšiu čiernu dieru s hviezdnou hmotnosťou, aká bola kedy zistená bez použitia gravitačné vlny , a to núti astronómov prehodnotiť ako čierne diery formulár.

Cygnus X-1 bol prvý objavený ako zdroj röntgenového žiarenia v roku 1964 a jeho status čiernej diery sa stal predmetom stávky medzi astrofyzikmi Stephen Hawking a Kip Thorne.

Vedci neskôr potvrdili interpretáciu čiernych dier povahy objektu a dospeli k záveru, že röntgenové žiarenie bolo produkované čiernou dierou, ktorá sa zahryzla do binárneho spoločníka.

Stala sa jednou z najviac preštudovaných čiernych dier na oblohe a astronómovia si mysleli, že je celkom dobre pochopená: objekt okolo 6 070 svetelných rokov ďaleko , s hmotnosťou 14,8 hmotnosti Slnka a modrý supergiant binárny spoločník s názvom HDE 226868 v čase okolo 24 hmotností Slnka .

Podľa nových pozorovaní sme sa mýlili.

Astronómovia vykonali nové pozorovania paralaxy systému, pričom sledovali, ako sa zdá, že sa „kolísa“ na oblohe, keď Zem obieha okolo Slnka, pomocou veľmi dlhej základnej čiary, kolekcie rádioteleskopov, ktoré spolu fungujú ako jedna zberná miska veľkosti kontinentu.

Nakoniec ich pozorovania ukázali, že Cygnus X-1 je o dosť významnú vzdialenosť ďalej, než sme si mysleli. Čo znamená, že samotné objekty sú podstatne väčšie.

'Použili sme rádiové teleskopy na uskutočnenie vysoko presných meraní Cygnus X-1 - prvej čiernej diery, ktorá bola kedy objavená,' vysvetlil astronóm James Miller Jones z Medzinárodného centra pre výskum rádiovej astronómie (ICRAR) v Austrálii.

Čierna diera je na niekoľkodňovej obežnej dráhe s masívnou spoločnou hviezdou. Prvým sledovaním obežnej dráhy čiernej diery na oblohe sme spresnili vzdialenosť k systému a umiestnili ho na viac ako 7 000 svetelných rokov od Zeme.

„To znamená, že čierna diera má viac ako 20-násobok hmotnosti nášho Slnka, čo z nej robí najhmotnejšiu čiernu dieru s hviezdnou hmotnosťou, aká bola kedy objavená bez použitia gravitačných vĺn. To spochybňuje naše predstavy o tom, ako sa masívne hviezdy vyvíjajú, aby vytvorili čierne diery.“

Predtým bola elektromagneticky detekovaná najhmotnejšia čierna diera s hviezdnou hmotnosťou M33 X-7 s hmotnosťou 15,65-násobku hmotnosti Slnka. V čase svojho objavu dokonca M33 X-7 spochybnil naše modely tvorby čiernych dier.

Vedci dospeli k záveru, že keď masívna hviezda, ktorá by sa zrútila a vytvorila čiernu dieru, dosiahla koniec svojho života, strácala hmotnosť pomalšie, ako predpokladali modely. Veria niečomu podobnému pre Cygnus X-1.

„Hviezdy strácajú hmotu pre okolité prostredie hviezdnym vetrom, ktorý odfukuje z ich povrchu. Ale aby bola čierna diera taká ťažká, musíme znížiť množstvo hmoty, ktorú jasné hviezdy stratia počas svojho života,“ povedal teoretický astrofyzik Iľja Mandel z centra excelentnosti ARC v Gravitačná vlna Discovery (OzGrav) v Austrálii.

Prekurzorová hviezda čiernej diery Cygnus X-1 by mala začať s hmotnosťou okolo 60 slnečných hmôt a pravdepodobne by odpálila svoj vonkajší materiál skôr, ako jadro. priamo skolaboval dolu do hustého objektu, akým je dnes, obchádzajúc výbuch supernovy.

Teraz je uzavretý v neuveriteľne blízkom, 5,6-dňovom orbitálnom tanci so svojím modrým superobrom spoločníkom, ktorý má teraz tiež upravenú hmotnosť, čím sa zvyšuje na mohutných 40 hmotností Slnka.

To je dosť veľké na to, aby aj ono jedného dňa skončilo ako čierna diera, ktorá by vytvorila binárnu čiernu dieru podobnú tým, ktoré boli pozorované pri zlúčeniach, ktoré generujú gravitačné vlny.

Je však nepravdepodobné, že by sa dvojhviezda čoskoro zlúčila. Spresnené meranie vzdialenosti tiež umožní astronómom prepočítať ďalšie charakteristiky Cygnus X-1. V samostatnom článku astronómovia zistili, že sa točí takmer rovnako rýchlo ako rýchlosť svetla. To je rýchlejšie ako ktorákoľvek iná čierna diera, ktorá bola kedy nameraná.

To je v priamom kontraste s dvojhviezdami gravitačných vĺn, ktoré majú veľmi pomalé alebo nesprávne zarovnané rotácie. To naznačuje, že Cygnus X-1 nasledovala inú evolučnú cestu ako dvojhviezdy čiernych dier, ktoré sme videli splývať.

Vzhľadom na vzdialenosť medzi Cygnus X-1 a HDE 226868 výskumníci vypočítali, že je nepravdepodobné, že by sa pár zlúčil v časovom rámci rovnajúcom sa veku vesmíru – 13,8 miliardy rokov.

Štúdium systému teraz, skôr ako dôjde k druhému kolapsu čiernej diery, predstavuje vzácnu príležitosť na pochopenie dvojhviezd čiernych dier.

'Pozorovania, ako sú tieto, nám priamo hovoria veľa o evolučných cestách, ktoré sú možné pri vytváraní dvojitých čiernych dier, z ktorých niektoré pozemné detektory gravitačných vĺn ako LIGO a Virgo pravidelne nachádzajú,' povedal fyzik Ashley Ruiter z University of New South Wales Canberra v Austrálii, ktorý nebol zapojený do výskumu.

'Je skvelé, že môžeme stále zachytiť dvojhviezdu 'v akcii' pomocou elektromagnetického svetla predtým, ako vytvorí dvojitú čiernu dieru - pomáha to spresniť naše teórie o blízkom vývoji dvojhviezd.'

Výskum tímu bol publikovaný v r Veda .

O Nás

Publikácia Nezávislých, Osvedčených Skutočností O Správach O Zdraví, Priestore, Prírode, Technológii A Životnom Prostredí.