gov-civil-vilareal.ptTähtitieteilijät ovat saattaneet nähdä tähden romahtavan suoraan mustaan aukkoon
>Yksi tähtitieteen perusperiaatteista on, että kun massiivinen tähti lopettaa elämänsä, se sammuu räjähdyksellä. A iso yksi. Supernova.
Tämä titaaninen räjähdys laukaistaan, kun tähdestä loppuu ydinpolttoaine. Ydin romahtaa sydämenlyönnissä, ja romahduksessa syntyvä energia on niin valtava, että se puhaltaa ulkokerrokset pois. Tämä räjähdys on niin valtava, että se voi ohittaa koko galaksin! Sillä välin romahtanut ydin voi muodostaa eksoottisen neutronitähden tai puristaa itsensä alas mustaan aukkoon.
Nyt olen ohittanut joitakin vaiheita siellä, mutta se on yleiskuva (jos haluat enemmän, tutustu Crash Course Astronomy -jaksoni suuren massan tähdistä ja supernovista ). Jos haluat mustan aukon, sinun on räjäytettävä valtava tähti.
Paitsi, ehkä ei . On käynyt ilmi, että on olemassa porsaanreikä, jonka avulla tähti voi ohittaa supernova -osan. Se romahtaa suoraan mustaan aukkoon ilman räjähdystä. Jotain energiaa vapautuu, mutta ei paljon verrattuna supernovaan, ja lopulta saat nyt-näet-näet-nyt-et-ei-tilanteen: Tähti on siellä ja sitten yhtäkkiä ... se ei ole .
Ajatus epäonnistuneesta supernovasta on mielenkiintoinen teoreettinen astrofyysinen ongelma, ja yksi tiedemies on työskennellyt jo jonkin aikaa. Mutta on tapahtunut uutta ja jännittävää kehitystä: Tähtitieteilijät luulevat nyt nähneensä sellaisen!
Kasvoton spiraaligalaksi NGC 6946, joka on isännöinyt 10 supernovaa viime vuosisadalla. N6946-BH1 ei ole merkitty, koska se ei räjähtänyt. Luotto: Damian Peach
Kyseisen tähden nimi on N6946-BH1, ja se löydettiin erittäin siististä kyselystä, joka oli erityisesti suunniteltu etsimään epäonnistuneita supernovoja. Käyttämällä Suuri kiikariteleskooppi Arizonassa havaittiin yhä uudelleen 27 galaksia, jotka kaikki olivat noin 30 miljoonan valovuoden etäisyydellä Maasta. Jokaista kuvaa verrattiin huolellisesti muihin kuviin etsimään ohimeneviä asioita: esineitä, jotka ovat muuttaneet kirkkautta. Jopa käyttämällä tiukkoja kriteerejä, tuhansia löydettiin - tähdet muuttavat kirkkautta monista syistä, mutta useimmat eivät johdu siitä, että ne menevät supernovaksi ... tai tässä tapauksessa epäonnistumisesta.
Lopulta mielenkiintoisten kohteiden määrä pieneni vain 15: een. Kuusi niistä osoittautui räjähtäviksi tähdiksi (jos titaaninen räjähdys, jossa muutama oktiljoni tonnia tähtiä huutaa ulospäin huomattavan murto-osan valon nopeutta voidaan kutsua ho-humiksi), mutta yhdeksän niistä osoittautui mielenkiintoisemmiksi.
miksi nunnalla on r-luokitus
Näistä kaikki, paitsi yksi, olivat todennäköisesti epätavallisia tapahtumia, kuten kahden tähden sulautuminen, mikä voi aiheuttaa erittäin suuren (ja erittäin kauniin) purkauksen, mutta jää jälleen vaille massiivisen tähden kuolemaa. Kun kaikki oli sanottu ja tehty, 27 galaksin seitsemän vuoden etsinnän jälkeen jäljellä oli vain yksi esine: N6946-BH1.
Aiemmissa kuvissa tähti on siellä, selvästi nähtävissä galaksissa NGC 6946, ihastuttavassa spiraaligalaksissa, joka on noin 20 miljoonan valovuoden päässä (ja jossa on ollut viime vuosisadalla vähintään 10 tallennettua supernovaa; sattumalta) yksi nähtiin juuri tänä vuonna). Sitten myöhemmissä kuvissa se on kadonnut. Kuten, mennyt : Katosi. Pöh.
Nyt näet sen ... Tähti N6946-BH1 näkyy aikaisemmassa 2007 Hubble-kuvassa (vasemmalla), mutta on poissa vuonna 2015 (oikealla). Luotto: NASA / ESA / C. Rakastaja (OSU)
Jos se olisi räjähtänyt supernovana, se olisi nähty kuvissa. Sen sijaan vuonna 2009 se muuttui hetkeksi hieman kirkkaammaksi ja hehkui noin miljoona kertaa kirkkaammin kuin aurinko; sitten se haalistui niin paljon, että se oli vain noin 2% sen aiemmasta kirkkaudesta (eli romahdusta edeltäneestä) vuoteen 2015 mennessä. se tuskin mainitsemisen arvoinen; tyypillinen loistaa monia miljardeja kertaa kirkkaampi kuin aurinko! Tämä oli siis parhaimmillaan vähän poppia.
Joten mistä tiedämme, että se ei ollut jonkinlainen outo supernova, joka ehkä oli peitetty isäntägalaksin paljon pölyä? Tämä materiaali on tummaa ja läpinäkymätöntä, ja se voi täysin estää valon jopa normaalista supernovasta. Seurantahavainnot Spitzer-avaruusteleskoopilla paljastavat tämän, koska infrapunavalo voi lävistää pölyn. Spitzer näki tapahtumasta IR -valoa, noin 2000–3000 kertaa auringon kirkkautta. Se on jälleen paljon, mutta ei läheskään sitä, mitä odotat supernovalta. Jopa tähtien sulautuminen tuottaisi enemmän.
Näyttää siltä, että jäljelle jää vain se, mitä tähtitieteilijät ovat koko ajan etsineet: epäonnistunut supernova.
Jos tämä on totta, tämä on todella mielenkiintoista. Miksi? Fysiikan takia.
NASA/Goddard Spaceflight Center -video selittää kuinka tähti voi törmätä suoraan mustaan aukkoon.
Tarvitaan massiivinen tähti räjähtämään; sen ytimessä on oltava riittävästi painetta (johtuen sen yläpuolella olevan tähden massasta, joka puristuu sen päälle) sulattamaan peräkkäin raskaampia elementtejä ajan mittaan. Ensinnäkin vety sulautuu heliumiksi. Sitten kun se loppuu, helium sulatetaan hiileksi ja niin edelleen, kunnes ydin kerää rautaa. Kun rauta sulautuu, se ei vapauta energiaa; se imee sen. Se on suuri ongelma, koska fuusioenergian vapautuminen pitää tähtiä pystyssä (samalla tavalla kuin kuuma ilma saa ilmapallon laajentumaan). Kun tähti yrittää sulauttaa rautaa, ydin romahtaa. Jos ytimen massa on noin 2,8 kertaa Auringon massa, se muodostaa a neutronitähti mutta jos sitä on enemmän, se muodostaa mustan aukon .
Karibian merirosvot maailman lopun katsauksessa
Ja yleensä kummassakin tapauksessa ytimen romahtaminen laukaisee supernovan ulkokerroksissa ja kaboom .
Mutta tässähän tämä naurattaa. Se ei välttämättä aina tapahdu näin. Useiden ydinmassojen osalta teoreettiset laskelmat osoittavat, että räjähdys voi pysähtyä. Ulompi kerros saa kunnon potkun, mutta ei valtavaa. Ne räjähtävät, mutta se on lempeämpi tapahtuma kuin supernovan rajoittamaton väkivalta.
Se riippuu itse asiassa monista tekijöistä, mutta sillä on tapana tapahtua, kun tähtien kokonaismassa on noin 25 kertaa Auringon massa. Tarkasteltaessa N6946-BH1: n havaintoja se on suunnilleen sen massa.
Ja on enemmän. Näemme paljon suuren massan tähtiä galakseissa syntymässä, mutta supernovia ei ole riittävästi niiden kaikkien huomioon ottamiseksi. Tämä tarkoittaa, että epäonnistuneita supernovoja tapahtuu suhteellisen usein.
Lisäksi kun katsomme neutronitähtien ja mustien aukkojen massoja, havaitsemme niiden välillä aukon; pienimmän massan mustat aukot ovat edelleen huomattavasti massiivisempia kuin suurimman massan neutronitähdet. Jos kaikki nämä pienikokoiset esineet muodostuvat tavallisista supernovista, odotat siirtymisen olevan sujuvaa. Tämä johtuu siitä, että supernovassa suuri osa tähtimateriaalista viipyy edelleen ytimen lähellä, ja se voi pudota takaisin äskettäin muodostuneelle neutronitähdelle. Jos niitä on tarpeeksi, neutronitähti romahtaa ja muodostaa pienen massan mustan aukon. Joten odotat, että näet paljon mustia aukkoja aivan alemman massarajan kohdalla. Mutta emme tee.
Ah, mutta epäonnistuneessa supernova -skenaariossa on paljon lisää materiaalia jäljellä - tapahtumassa ei ollut tarpeeksi energiaa puhaltaa pois kaikki ulkokerrokset. Tämä kaatuu takaisin alas ja lisää sen massan neutronitähdelle, mikä tekee paljon massiivisemman mustan aukon. Joten todellisuudessa epäonnistuneiden supernovojen olemassaolo selittää paljon erilaisia ilmiöitä.
Ja nyt, hyvin todennäköisesti, olemme nähneet yhden! Lisää havaintoja olisi kuitenkin mukava tehdä. Esimerkiksi äskettäin muodostetun mustan aukon pitäisi säteillä paljon röntgensäteitä, koska materiaali lämpenee ennen kuin putoaa sisään. Jos näemme nämä röntgenkuvat, se auttaisi ymmärtämään näkemäämme.
Ja jälleen, tämä on ensimmäinen, jonka olemme nähneet. Kun otetaan huomioon supernovojen määrä olivat Tutkimuksessa havaittiin, että noin 14% kaikista suuren massan tähtien kuolemista johtaa epäonnistuneisiin supernoviin. Jos näin on, tarvitsemme enemmän katseita taivaalle etsimään näitä tapahtumia. Supernovat luovat ja jakelevat olemassaolollemme kirjaimellisesti elintärkeitä elementtejä: rautaa, kalsiumia ja paljon muuta. Ilman heitä sinä ja minä emme olisi kirjaimellisesti olemassa.
Mielestäni tämä tekee näistä tapahtumista erittäin tutkimuksemme arvoisia. Jopa silloin, kun ne epäonnistuvat.
Kuva Luotto: NASA/JPL-Caltech
