Et bilde av den sentrale regionen av starburst-galaksen M82. Bildekreditt: NASA Trykk for større bilde
Forskere som bruker NASAs Rossi X-ray Timing Explorer har funnet en dødsdømt stjerne som kretser rundt det som ser ut til å være et mellomstort svart hull? en teoretisert "mellom" -kategori av svart hull som har avverget bekreftelse og frustrert forskere i mer enn et tiår.
Med oppdagelsen av stjernen og dens omløpsperiode, er forskere nå et skritt unna å måle massen til et slikt svart hull, et skritt som vil bidra til å bekrefte eksistensen. Stjernens periode og beliggenhet passet allerede inn i hovedteorien om hvordan disse svarte hullene kunne danne seg.
Et team ledet av prof. Philip Kaaret ved University of Iowa, Iowa City, kunngjorde disse resultatene i dag i Science Express. Resultatene vil også vises i 27. januar utgaven av Science.
"Vi fanget denne ellers ordinære stjernen i et unikt stadium i dens utvikling, mot slutten av livet da den har oppblåst til en rød gigantisk fase," sa Kaaret. “Som et resultat søl gass fra stjernen ut i det sorte hullet, og får hele regionen til å lyse opp. Dette er et godt undersøkt himmelområde, og vi oppdaget stjernen med litt flaks og mye utholdenhet. ”
Et svart hull er en gjenstand som er så tett og med en tyngdekraft så intens at ingenting, ikke engang lys, kan unnslippe trekket en gang innenfor grensen. Et sort hullområde blir synlig når materien faller mot det og varmes opp til høye temperaturer. Dette lyset sendes ut før saken krysser grensen, kalt hendelseshorisonten.
Galaksen vår er fylt med millioner av svarte hull i stjernemassen, hver med massen av noen få soler. Disse dannes fra sammenbruddet av veldig massive stjerner. De fleste galakser har i kjernen deres et supermassivt svart hull, som inneholder massen til millioner til milliarder soler begrenset til et område som ikke er større enn solsystemet vårt. Forskere vet ikke hvordan disse former seg, men det medfører sannsynligvis kollaps av enorme mengder uregass.
"Det siste tiåret har flere satellitter funnet bevis på en ny klasse av sorte hull, som kan være mellom 100 og 10.000 solmasser," sier Dr. Jean Swank, prosjektforsker ved Rossi Explorer ved NASAs Goddard Space Flight Center, Greenbelt , Md. "Det har vært debatt om massene og hvordan disse sorte hullene ville danne seg. Rossi har gitt større ny innsikt. ”
Disse mistenkte sorte hull i midten av massen kalles ultralysende røntgenobjekter fordi de er lyse kilder til røntgenstråler. Faktisk har de fleste av disse beregningene av svart hullmasse utelukkende vært basert på en beregning av hvor sterkt en gravitasjonstrekk er nødvendig for å produsere lys med en gitt intensitet.
Kaarets gruppe ved University of Iowa, som inkluderer prof. Cornelia Lang og Melanie Simet, en bachelor, foretok en måling som kan brukes i ligningen for å beregne masse direkte. Ved å bruke grei newtonsk fysikk kan forskere beregne en objektsmasse når de kjenner til en baneperiode og hastighet for mindre objekter som roterer rundt den.
"Vi fant en økning og fall i røntgenlys hver 62 dag, sannsynligvis forårsaket av følgesvennens bane rundt det sorte hullet," sa Simet. ? Hastigheten vil imidlertid være vanskelig å bestemme, fordi stjernen ligger i et så støvtørket område. Dette gjør det vanskelig for optiske og infrarøde teleskoper å observere stjernen og foreta hastighetsberegninger. Foreløpig er det veldig avslørende å vite om omløpsperioden.
Det mistenkte sorte hullet i midten av massen, kjent som M82 X-1, er et godt studert ultralysende røntgenobjekt i et nærliggende stjerneklynge som inneholder rundt en million stjerner pakket inn i et område bare rundt 100 lysår på tvers. En ledende teori foreslår at et mangfold av stjernekollisjoner over en kort periode i en fullsatt region vil skape en kortvarig gigantisk stjerne som kollapser i et svart hull i solmassen. Klyngen nær M82 X-1 har en høy nok tetthet til å danne et så svart hull. Ingen normal følgesvenn kunne gi nok drivstoff til at M82 X-1 skulle skinne så lyst. Men 62-dagers orbitale periode innebærer at ledsageren må ha en veldig lav tetthet. Dette passer scenariet med en oppblåst supergigantstjerne som mister masse i en hastighet som er høy nok til å brensle M82 X-1.
"Med denne oppdagelsen av omløpstiden, har vi nå et konsistent bilde av hele utviklingen av et mellommasse svart hull binært," sa Kaaret. “Det ble dannet i en‘ super ’stjerneklynge; det sorte hullet fanget deretter en ledsagerstjerne; ledsagerstjernen utviklet seg til den gigantiske scenen; og vi ser det nå som en ekstremt lysende røntgenkilde fordi følgesvennstjernen har utvidet seg og mater det svarte hullet. ”
Originalkilde: NASA News Release
