O imagine a regiunii centrale a galaxiei starburst M82. Credit imagine: NASA Faceți clic pentru a mări
Oamenii de știință care folosesc exploratorul de radiografie Rossi al NASA au descoperit o stea condamnată orbitând pe ceea ce pare a fi o gaură neagră de dimensiuni medii? o categorie teoretică de „găuri negre” care a evitat confirmarea și frustrarea oamenilor de știință de mai bine de un deceniu.
Odată cu descoperirea stelei și a perioadei sale orbitale, oamenii de știință sunt acum la un pas să măsoare masa unei astfel de găuri negre, un pas care ar ajuta la verificarea existenței sale. Perioada și locația stelei se încadrează deja în teoria principală a modului în care s-ar putea forma aceste găuri negre.
O echipă condusă de prof. Philip Kaaret de la Universitatea din Iowa, Iowa City, a anunțat astăzi aceste rezultate în Science Express. Rezultatele vor apărea, de asemenea, în numărul de știință din 27 ianuarie.
„Am prins această stea, altfel obișnuită, într-o etapă unică în evoluția sa, spre sfârșitul vieții sale, când a umflat într-o fază uriașă roșie”, a spus Kaaret. „Drept urmare, gazul din stea se varsă în gaura neagră, ceea ce face ca întreaga regiune să se aprindă. Aceasta este o regiune a cerului bine studiată și am observat steaua cu puțin noroc și multă perseverență. ”
O gaură neagră este un obiect atât de dens și cu o forță gravitațională atât de intensă încât nimic, nici măcar ușor, nu poate scăpa de atragerea ei odată în limita ei. O regiune cu gaura neagră devine vizibilă când materia cade spre ea și se încălzește la temperaturi ridicate. Această lumină este emisă înainte ca materia să treacă granița, numită orizont eveniment.
Galaxia noastră este plină cu milioane de găuri negre de masă stelară, fiecare cu masa de câțiva soare. Acestea se formează din prăbușirea unor stele foarte masive. Cele mai multe galaxii au în centrul lor o gaură neagră super-masivă, care conține masa de milioane de miliarde de miliarde de soare limitați într-o regiune nu mai mare decât sistemul nostru solar. Oamenii de știință nu știu cum se formează acestea, dar implică probabil prăbușirea unor cantități enorme de gaz primordial.
„În ultimul deceniu, mai mulți sateliți au găsit dovezi despre o nouă clasă de găuri negre, care ar putea fi între 100 și 10.000 de mase solare”, a spus dr. Jean Swank, om de știință al proiectului Rossi Explorer de la Goddard Space Flight Center din NASA, Greenbelt , Md. „S-a dezbătut masele și modul în care s-ar forma aceste găuri negre. Rossi a oferit o perspectivă nouă nouă. ”
Aceste găuri negre suspecte de masă medie sunt numite obiecte ultra-luminoase pentru raze X, deoarece sunt surse luminoase de raze X. De fapt, cele mai multe dintre aceste estimări ale masei găurilor negre s-au bazat doar pe calculul cât de puternică este necesară o tracțiune gravitațională pentru a produce lumină cu o intensitate dată.
Grupul Kaaret de la Universitatea din Iowa, care include prof. Cornelia Lang și Melanie Simet, o licențiată, a făcut o măsurare care poate fi folosită în ecuație pentru a calcula direct masa. Folosind o fizică simplă newtoniană, oamenii de știință pot calcula masa unui obiect odată ce cunosc o perioadă orbitală și viteza obiectelor mai mici care se rotesc în jurul acesteia.
„Am constatat o creștere și o cădere a luminii cu raze X la fiecare 62 de zile, probabil cauzată de orbita stelei însoțitoare în jurul găurii negre”, a spus Simet. „Viteza va fi însă greu de determinat, deoarece steaua este situată într-o zonă atât de obscură a prafului. Acest lucru face dificil pentru telescoapele optice și infraroșii să observe steaua și să facă calcule de viteză. Cu toate acestea, deocamdată, știind doar perioada orbitală este foarte revelator.?
Suspectul orificiu negru de masă mijlocie, cunoscut sub numele de M82 X-1, este un obiect de raze X ultra-luminoase bine studiat într-un grup de stele din apropiere care conține aproximativ un milion de stele împachetate într-o regiune doar aproximativ 100 de ani lumină. O teorie conducătoare propune că o multitudine de ciocniri de stele într-o perioadă scurtă într-o regiune aglomerată vor crea o stea gigantică de scurtă durată, care se prăbușește într-o gaură neagră cu masă solară de 1.000 de ani. Clusterul de lângă M82 X-1 are o densitate suficient de mare pentru a forma un astfel de orificiu negru. Nici un însoțitor normal nu ar putea oferi suficient combustibil pentru a face ca M82 X-1 să strălucească atât de puternic. Dar perioada orbitală de 62 de zile presupune că tovarășul trebuie să aibă o densitate foarte mică. Acest lucru se potrivește scenariului unei stele super-gigant umflate care pierde masă la o rată suficient de mare pentru a alimenta M82 X-1.
„Cu această descoperire a perioadei orbitale, avem acum o imagine consecventă a întregii evoluții a unui binar cu o gaură neagră de masă mijlocie”, a spus Kaaret. „A fost format într-un„ super ”grup de stele; gaura neagră a capturat apoi o stea însoțitoare; vedeta însoțitoare a evoluat spre stadiul uriaș; și acum îl vedem ca o sursă de raze X extrem de luminoase, deoarece steaua însoțitoare s-a extins și alimentează gaura neagră. "
Sursa originală: Comunicat de presă al NASA
