VFTS 243, bu animasyonda görüldüğü gibi, büyük, sıcak mavi bir yıldız ve birbirinin yörüngesinde dönen bir kara delikten oluşan ikili bir sistemdir. Kredi bilgileri: ESO/L.Calçada
Discovery Yıldız Ölümüne, Kara Delik Oluşumuna ve Yerçekimi Dalgalarına Işık Tutuyor
alanına gelince[{” attribute=””>black hole research, it seems there is always something new and exciting happening.
In 1922, Albert Einstein first published his book explaining the theory of general relativity – which postulated black holes. Now, one hundred years later, astronomers captured actual images of the black hole at the center of the Milky Way. In a recent paper, a team of astronomers describes another exciting new discovery: the first “dormant” black hole observed outside of the galaxy.
I am an astrophysicist who has studied black holes – the most dense objects in the universe – for nearly two decades. Black holes that do not emit any detectable light are known as dormant black holes. They are notoriously difficult to find. This new discovery is especially exciting because it provides insight into the formation and evolution of black holes. This information is essential for understanding gravitational waves as well as other astronomical events.
What exactly is VFTS 243?
VFTS 243 is a binary system, which means it is composed of two objects that orbit a common center of mass. The first object is a very hot, blue star with 25 times the mass of the Sun, and the second is a black hole nine times more massive than the Sun. VFTS 243 is located in the Tarantula Nebula within the Large Magellanic Cloud, a satellite galaxy of the Milky Way located about 163,000 light-years from Earth.
Bu video Samanyolu’nun bir görüntüsü ile başlar ve Büyük Macellan Bulutu’nda bulunan VFTS 243’e kadar tüm yolu yakınlaştırır.
VFTS 243’teki kara delik, algılanabilir herhangi bir radyasyon yaymadığı için uykuda kabul edilir. Bu, diğer ikili sistemlerin tam tersidir. güçlü X-ışınları tespit edildi kara delikten.
Kara delik yaklaşık 33 mil (54 kilometre) bir çapa sahiptir ve yaklaşık 200.000 kat daha büyük olan enerjik yıldız tarafından cücedir. Her ikisi de ortak bir kütle merkezi etrafında hızla döner. En güçlü teleskoplarda bile sistem görsel olarak tek bir mavi nokta gibi görünür.
Uyuyan kara deliklerin bulunması
Gökbilimciler, Samanyolu ve Büyük Macellan Bulutu’nda saklanan X-ışınları yaymayan, kara deliklere sahip bu tür yüzlerce ikili sistem olduğundan şüpheleniyorlar. Kara delikler en kolay görünür olduklarında eşlik eden bir yıldızdan maddeyi sıyırma“besleme” olarak bilinen bir süreç.
Besleme, kara deliği çevreleyen bir gaz ve toz diski üretir. Diskteki malzeme kara deliğe doğru içeri doğru düştüğünde, sürtünme yığılma diskini milyonlarca dereceye kadar ısıtır. Bu sıcak madde diskleri muazzam miktarda X-ışını yayar. Bu şekilde tespit edilen ilk kara delik, ünlü Cygnus X-1 sistemi.
Solda, kırmızı bir kutu ile ana hatları çizilen Cygnus X-1’i gösteren optik bir görüntü var. Sağda, kara deliğin dış katmanlarının, eşlik eden yıldızdan madde çekip bir yığılma diski oluşturduğunu gösteren bir sanatçı yorumu var. Kredi: Röntgen: NASA/CXC; Optik: Sayısallaştırılmış Gökyüzü Anketi
Yıllardır astronomlar bunu biliyorlardı. VFTS 243 ikili bir sistemdirancak sistemin bir çift yıldız mı yoksa tek bir yıldız ile bir kara delik arasındaki dans mı olduğu belirsizdi. Hangisinin doğru olduğunu belirlemek için ikiliyi inceleyen araştırma ekibi, adı verilen bir teknik kullandı. spektral çözülme. Bu teknik, ışığı VFTS 243’ten kurucu dalga boylarına ayırır; bu, beyaz ışık bir prizmaya girdiğinde ve farklı renkler üretildiğinde meydana gelene benzer.
Bu analiz, VFTS 243’ten gelen ışığın tek bir kaynaktan, iki ayrı yıldızdan değil. Yıldızın yoldaşından yayılan hiçbir tespit edilebilir radyasyon olmadan, mümkün olan tek sonuç, ikili içindeki ikinci cismin bir kara delik olduğu ve dolayısıyla Samanyolu galaksisinin dışında bulunan ilk uyuyan kara delik olduğuydu.
Bu sanatçının izlenimi, VFTS 243 ikili sisteminin yakından gözlemliyor olsaydık nasıl görünebileceğini gösteriyor. Büyük Macellan Bulutu’ndaki Tarantula Bulutsusu’nda yer alan sistem, Güneş’in kütlesinin 25 katı olan sıcak, mavi bir yıldız ile Güneş’in kütlesinin en az dokuz katı olan bir kara delikten oluşuyor. İki ikili bileşenin boyutları ölçekli değildir: gerçekte mavi yıldız kara delikten yaklaşık 200.000 kat daha büyüktür. Kara deliğin etrafındaki ‘mercekleme’ etkisinin, bu karanlık nesneyi görüntüde daha belirgin hale getirmek için yalnızca örnekleme amacıyla gösterildiğine dikkat edin. Sistemin eğimi, ona Dünya’dan baktığımızda, yıldızı gölgeleyen kara deliği gözlemleyemeyeceğimiz anlamına gelir. Kredi: ESO/L. Calçada
VFTS 243 neden önemlidir?
Kütlesi 100 Güneş’ten az olan kara deliklerin çoğu, büyük bir yıldızın çöküşünden oluşur. Bu olduğunda, genellikle süpernova olarak bilinen muazzam bir patlama olur.
VFTS 243 sistemindeki kara deliğin yıldızla dairesel bir yörüngede olması, süpernova patlamasının olmadığının güçlü bir kanıtıdır. kara deliği tekmeledi sistemin dışında – veya en azından yörüngeyi bozdu. Bunun yerine, ata yıldızın doğrudan çöktü kara delik sans patlamasını oluşturmak için.
VFTS 243 sistemindeki devasa yıldız sadece 5 milyon yıl daha yaşayacak – astronomik zaman ölçeklerinde göz açıp kapayıncaya kadar. Yıldızın ölümü, VFTS 243 sistemini bir kara delik ikili dosyasına dönüştüren başka bir kara deliğin oluşmasıyla sonuçlanmalıdır.
Bugüne kadar gökbilimciler, ikili kara deliklerin birleştiği ve birleştiği yaklaşık 100 olay tespit etti. uzay-zamanda üretilen dalgalanmalar. Ancak bu ikili kara delik sistemlerinin nasıl oluştuğu hala bilinmiyor, bu nedenle VFTS 243 ve benzeri henüz keşfedilmemiş sistemler gelecekteki araştırmalar için çok önemli. Belki de doğanın bir mizah anlayışı vardır – çünkü kara delikler var olan en karanlık nesnelerdir ve ışık yaymazlar, yine de evren hakkındaki temel anlayışımızı aydınlatırlar.
Georgia Eyalet Üniversitesi Fizik ve Astronomi Akademik Fakültesi’nden Idan Ginsburg tarafından yazıldı.
Bu makale ilk olarak Konuşma.
Bu araştırma hakkında daha fazla bilgi için bkz. “Kara Delik Polisi” Samanlıkta İğneyi Keşfet.
Referans Tomer Shenar, Hugues Sana, Laurent Mahy, Kareem El-Badry, Pablo Marchant, Norbert Langer, Calum Hawcroft, Matthias Fabry tarafından “Büyük Macellan Bulutu’nun devasa bir ikili sisteminde ihmal edilebilir bir tekme ile doğan bir X-ışını sessiz kara delik” , Koushik Sen, Leonardo A. Almeida, Michael Abdul-Masih, Julia Bodensteiner, Paul A. Crowther, Mark Gieles, Mariusz Gromadzki, Vincent Hénault-Brunet, Artemio Herrero, Alex de Koter, Patryk Iwanek, Szymon Kozłowski, Daniel J. Lennon , Jesús Maíz Apellániz, Przemysław Mróz, Anthony FJ Moffat, Annachiara Picco, Paweł Pietrukowicz, Radosław Poleski, Krzysztof Rybicki, Fabian RN Schneider, Dorota M. Skowron, Jan Skowron, Skowron, Jan Skowron, I. Krzysztof Ulaczyk, Jorick S. Vink ve Marcin Wrona, 18 Temmuz 2022, Doğa Astronomi.
DOI: 10.1038/s41550-022-01730-y