Περίπου 16.000 έτη φωτός από τη Γη βρίσκεται μια σφαιρική σφαίρα εκατομμυρίων αστεριών που χρονολογείται από τα πρώτα χρόνια του σύμπαντος. Αυτή η πυκνή συστάδα, που ονομάζεται 47 Tucanae, έχει ακτίνα περίπου 200 έτη φωτός και είναι ένα από τα πιο λαμπρά σμήνη στον νυχτερινό ουρανό μας. Μέσα σε 47 Tucanae, οι έντονες βαρυτικές δυνάμεις έχουν ταξινομήσει τα αστέρια με την πάροδο του χρόνου, πιέζοντας λιγότερο πυκνά αστέρια προς τα έξω και δημιουργώντας ένα πολύ πυκνό εσωτερικό πυρήνα που αντιστέκεται στο εξωτερικό έλεγχο.
σχετικό περιεχόμενο
- Θα μπορούσατε να σπάσετε σε μια μαύρη τρύπα;
- Οι επιστήμονες ακούν δύο ακόμα πιο αρχαίες μαύρες τρύπες συγκρούονται
- Οι υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες μπορεί να είναι πιο συχνές από τις προηγούμενες σκέψεις
- Παλιά, Πυκνά συμπλέγματα αστέρι μπορεί να είναι το μέρος για να ψάξουν για σύνθετη Alien Life
"Η μελέτη των σφαιρικών ομάδων είναι προκλητική, " λέει ο Bülent Kiziltan, αστροφυσικός στο Κέντρο Αστροφυσικής του Harvard-Smithsonian. Υπάρχουν τόσα πολλά αστέρια που είναι πακέτα το ένα δίπλα στο άλλο, λέει, ότι η λήψη ακτινοβολίας από το κέντρο ενός είναι σχεδόν αδύνατο. Έτσι, ενώ οι επιστήμονες έχουν από καιρό υποψιαστεί ότι 47 Tucanae μπορεί να περιέχουν μια μαύρη τρύπα στο κέντρο της, όπως φαίνεται να φαίνεται και σε πολλά άλλα σφαιρικά σμήνη, δεν μπόρεσαν να το αποδείξουν.
Τώρα, σε μια μελέτη που δημοσιεύθηκε χθες στο περιοδικό Nature, ο Kiziltan και οι συνάδελφοί του βοήθησαν να κοιτάξουν στην καρδιά των 47 Tucanae για να βρουν την πρώτη από μια νέα κατηγορία μεσαίων μαύρων τρυπών.
Παρά το όνομά τους, οι μαύρες τρύπες δεν είναι πραγματικά μαύρες, λέει ο Kiziltan. Καθώς σκίζουν τα αστέρια μακριά από τα άσχημα αρκετά για να περιπλανηθούν στην έλξη τους, λέει, σχηματίζουν ένα δίσκο φωτεινών, θερμών αερίων γύρω τους γνωστούς ως δίσκο προσαύξησης. Οι μαύρες τρύπες δεν αφήνουν κανένα ορατό φως να διαφύγει, αλλά συνήθως εκπέμπουν ακτίνες Χ καθώς καταναλώνουν αυτά τα αέρια. Ωστόσο, 47 Tucanae είναι τόσο πυκνό ώστε δεν έχει αέρια που αφήνονται στο κέντρο του για τη μαύρη τρύπα να καταναλώνουν.
Ο Kiziltan χρησιμοποίησε την εμπειρογνωμοσύνη του σε έναν άλλο ιδιότυπο τύπο πνευματικών αντικειμένων-πάλσαρ-για να δοκιμάσει έναν νέο τρόπο ανίχνευσης αυτών των αόριστων ειδών μαύρων τρυπών.
Pulsars "μας παρέχει μια πλατφόρμα που μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε για να μελετήσουμε πολύ μικρές αλλαγές στο περιβάλλον", λέει ο Kiziltan. Αυτά τα αστέρια, τα οποία εκπέμπουν "παλμούς" ακτινοβολίας σε πολύ τακτικά διαστήματα, μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως σημεία αναφοράς για τον χαρτογράφηση κοσμικών σχηματισμών, συμπεριλαμβανομένων των σφαιρικών ομάδων. Ο Kiziltan τα συσχετίζει με τα "κοσμικά ατομικά ρολόγια".
Με δύο δωδεκάδες πάλσαρ στις άκρες των 47 Tucanae ως οδηγούς, ο Kiziltan και η ομάδα του ήταν σε θέση να δημιουργήσουν προσομοιώσεις για το πώς εξελίχθηκε το σφαιρικό σύμπλεγμα με την πάροδο του χρόνου και ειδικότερα πώς τα πυκνότερα και λιγότερο πυκνά αστέρια ταξινομούνται στις σημερινές θέσεις τους.
Οι προσομοιώσεις αυτές ήταν τεράστιες επιχειρήσεις, λέει ο Kiziltan, απαιτώντας περίπου έξι έως εννέα μήνες για να ολοκληρωθούν ακόμη και σε εξαιρετικά ισχυρούς υπολογιστές. Γι 'αυτό δεν ήταν ενθουσιασμένος, λέει, όταν οι κριτές στη Φύση ζήτησαν περαιτέρω προσομοιώσεις που κατέληξαν να περάσουν άλλο ένα χρόνο για να ολοκληρωθούν.
Αλλά αυτή η προσπάθεια αξίζει τον κόπο, λέει ο Kiziltan, επειδή οδήγησε σε κάτι πρωτοφανές: την πρώτη ανακάλυψη μιας μαύρης τρύπας μέσα σε ένα σφαιροειδές σύμπλεγμα. Μετά από εκατοντάδες προσομοιώσεις, λέει, το μόνο πιθανό σενάριο που θα μπορούσε να οδηγήσει στην ανάπτυξη των σημερινών 47 Tucanae χαρακτήρισε μια μαύρη τρύπα στο πυκνό, χωρίς φυσικό αέριο κέντρο του παγκόσμιου συμπλέγματος. Αυτό το προηγουμένως αδιανόητο περιβάλλον για μια μαύρη τρύπα ανοίγει νέα μέρη για να τα αναζητήσει, λέει ο Kiziltan.
"Κάποιος μπορεί μόνο να φανταστεί τι κρύβει στα κέντρα άλλων παγκόσμιων συμπλεγμάτων", λέει ο Kiziltan.
Αυτό που είναι επίσης συναρπαστικό, σημειώνει ο Kiziltan, είναι το μέγεθος της μαύρης τρύπας που πρόβλεπαν οι προσομοιώσεις του. Μέχρι στιγμής, οι επιστήμονες βρήκαν ως επί το πλείστον μικρές μαύρες τρύπες (αυτές που αντιστοιχούσαν στο μέγεθος των αστεριών που κατέρρευσαν για να τις σχηματίσουν) και υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες (αυτές χιλιάδες φορές μεγαλύτερες από τον ήλιο μας). Οι μαύρες τρύπες μεσαίου μεγέθους έχουν ως επί το πλείστον ξεφύγει από τους επιστήμονες - αν και όχι λόγω έλλειψης προσπαθήσεως.
Η μαύρη τρύπα που προβλέπεται στο κέντρο των 47 Tucanae εμπίπτει σε αυτό το σπάνιο μεσαίο έδαφος, λέει ο Kiziltan. Περαιτέρω μελέτη αυτής της δυνητικής μαύρης τρύπας θα μπορούσε να δώσει νέες ιδέες για το πώς και γιατί αυτές οι άγνωστες μορφές μαύρων τρυπών σχηματίζονται.
Ίσως ακόμα πιο σημαντικό από τις ίδιες τις ανακαλύψεις είναι πως έφτασε ο Kiziltan και η ομάδα του. Ο Kiziltan και οι συνεργάτες του εφάρμοσαν μια μαθηματική θεωρία που αναπτύχθηκε στη δεκαετία του 1950 από δύο Αμερικανούς κρυπτογράφους για να βοηθήσει να καταγράψει τις πιθανές διανομές των αστέγων στο 47 Tucanae. "Αναπτύσσουν αυτή τη μαθηματική μέθοδο για να συνδυάσουν ατελείς πληροφορίες για να δουν τη μεγαλύτερη εικόνα", λέει ο Kiziltan.
Ο Kiziltan εργάζεται για να τελειοποιήσει τη νέα προσέγγισή του και να χρησιμοποιήσει αυτή τη νέα μέθοδο για να εξετάσει άλλους πληθυσμούς αστέγων για μαύρες τρύπες στο παρελθόν. Ισχυροί νέοι επιστημονικοί υπολογιστές και άλλα εργαλεία που θα συνδεθούν στο διαδίκτυο τα επόμενα χρόνια θα βοηθήσουν στην αναζήτηση αυτή, λέει.
"Έχουμε κάνει πολλά πράγματα για πρώτη φορά σε αυτό το έργο", λέει ο Kiziltan. Ταυτόχρονα, «υπάρχουν ακόμα πολλά πράγματα που πρέπει να γίνουν».
