Válságban az asztrofizika? Egy UFO felfedezése mindent megváltoztathat

A csillagászok egy olyan égi objektumot fedeztek fel, amely ellentmond az osztályozásnak, és talán egy új típusú kozmikus entitást tár fel az ismert fizika peremén.

Néha a csillagászok olyan tárgyakkal találkoznak az égen, amelyeket nem tudunk könnyen megmagyarázni. Új kutatásunkban közzétett ban ben Tudományokegy ilyen felfedezésről számolunk be, amely valószínűleg vitákat és találgatásokat vált ki.

A neutroncsillagok a világegyetem legsűrűbb objektumai közé tartoznak. Kompakt, mint az atommag, de akkora, mint egy város, túllépi a végső anyagról alkotott megértésünk határait. Minél nehezebb egy neutroncsillag, annál valószínűbb, hogy végül valami sűrűbb dologgá omlik össze: egy fekete lyukká.

A rendszer művész általi megjelenítése, feltételezve, hogy a hatalmas kísérőcsillag egy fekete lyuk. A legfényesebb háttércsillag a keringő társa, a PSR J0514-4002E rádiópulzár. A két csillagot 8 millió kilométeres távolság választja el egymástól, és 7 naponta keringenek egymás körül. forrás: Daniel Futselaar (artsource.nl)

A megértés határa: neutroncsillagok és fekete lyukak

Ezek az asztrofizikai objektumok olyan sűrűek, és olyan erős a gravitációjuk, hogy magjaikat – bármilyenek legyenek is – állandóan lefedik az univerzumból az eseményhorizontok: olyan teljes sötétségű felületek, amelyekről fény nem tud kiszökni.

Ha meg akarjuk érteni a fizikát a neutroncsillagok és a fekete lyukak fordulópontjában, akkor ezeken a határokon kell tárgyakat találnunk. Különösen olyan tárgyakat kell találnunk, amelyeknél hosszú időn keresztül pontos méréseket tudunk végezni. És pontosan ezt találtuk – egy tárgyat, amely nem egyértelműen A Neutroncsillag Sem a Fekete lyuk.

A Hubble Űrteleszkóp képe az NGC 1851 gömbhalmazról. A kép forrása: NASA, ESA és G. Piotto (Università degli Studi di Padova); Processzor: Gladys Cooper (NASA/The Catholic University of America)

Kozmikus tánc az NGC 1851-ben

Ez akkor történt, amikor mélyen a csillaghalmazba néztünk NGC 1851 Az, hogy felfedeztünk egy csillagpárt, új betekintést nyújt a világegyetem anyagának szélsőséges határaiba. A rendszer egy milliszekundumból áll PulzárEz egy olyan gyorsan forgó neutroncsillag, amely forgás közben rádiós fénysugarakat söpör végig az univerzumon, és ez egy hatalmas, rejtett, ismeretlen természetű objektum.

A masszív tárgy sötét, ami azt jelenti, hogy a fény minden frekvenciáján láthatatlan – a rádiótól a fénysávokig, a röntgen- és gamma-sugárzásig. Más körülmények között ez lehetetlenné tenné a tanulmányozást, de itt jön a segítségünkre az ezredmásodperces pulzár.

A milliszekundumos pulzárok olyanok, mint a kozmikus atomórák. Forgásuk hihetetlenül stabil, és az általuk generált szabályos rádióimpulzus érzékelésével pontosan mérhető. Bár lényegében állandó, a megfigyelt spin megváltozik, amikor a pulzár mozgásban van, vagy ha jelét erős gravitációs tér befolyásolja. Ezen változások megfigyelésével megmérhetjük a pulzárok pályáján lévő objektumok tulajdonságait.

A csapat az érzékeny MeerKAT rádióteleszkópot használta, amely Dél-Afrika félsivatagos Karoo régiójában található. hitel: Sarao

Fejtsd meg a rejtélyt a MeerKAT segítségével

Nemzetközi csillagász csapatunkat vettük igénybe Meerkat rádióteleszkóp Dél-Afrikában ilyen megfigyeléseket végezni az NGC 1851E néven említett rendszerrel kapcsolatban.

Ez lehetővé tette számunkra, hogy pontosan részletezzük a két objektum pályáját, megmutatva, hogy a legközelebbi megközelítési pontjuk idővel változik. Ezeket a változásokat írja le Einstein relativitáselmélete A változás sebessége megmondja a rendszerben lévő objektumok együttes tömegét.

Megfigyeléseink kimutatták, hogy az NGC 1851E rendszer súlya körülbelül négyszer akkora, mint a mi Napunk, és hogy a sötét társ, mint egy pulzár, egy kompakt objektum – sokkal sűrűbb, mint egy normál csillag. A legnagyobb tömegű neutroncsillagok tömege körülbelül kétszerese a Nap tömegének, tehát ha ez egy kettős neutroncsillagrendszer (jól ismert és jól tanulmányozott rendszerek), akkor a valaha felfedezett legnehezebb neutroncsillagok közül kettőt kell tartalmaznia.

A társ természetének feltárásához meg kell értenünk, hogyan oszlik el a tömeg a csillagközi rendszerben. Ismét Einstein általános relativitáselméletét használva részletesen modellezhetjük a rendszert, és azt találjuk, hogy a kísérő tömege a Nap tömegének 2,09-2,71-szerese.

A társ tömege a „fekete lyuk tömegrésébe” esik, amely a lehető legnehezebb neutroncsillagok között található, amelyek tömege körülbelül 2,2 naptömegű, és a csillagok összeomlásából keletkező legkönnyebb fekete lyukak között, amelyek tömege van. körülbelül 5 naptömegű. Az ebben a résben lévő tárgyak természete és összetétele kiemelkedő kérdés az asztrofizikában.

Potenciális jelöltek

Akkor pontosan mit is találtunk?

Az NGC 1851E rádiópulzár és furcsa kísérőcsillagának lehetséges kialakulásának története. Köszönetnyilvánítás: Thomas Torres (Aalborgi Egyetem/MPIfR)

Vonzó lehetőség, hogy felfedeztünk egy pulzárt, amely két neutroncsillag egyesülésének (ütközésének) maradványai körül kering. Ezt a szokatlan konfigurációt az NGC 1851-ben található csillagok sűrűsége tette lehetővé.

Ezen a zsúfolt táncparketten a sztárok körözni fognak egymás körül, partnert cserélve egy végtelen keringőben. Ha két neutroncsillag túl közel kerülne egymáshoz, táncuk katasztrofálisan végződne.

Az ütközésük nyomán keletkezett fekete lyuk, amely sokkal könnyebb lehet, mint az összeomló csillagok által létrehozott fekete lyuk, szabadon vándorol a halmazban, amíg nem talál egy másik pár keringős táncost, és szemtelenül beilleszkedik – elűzve a könnyebb partnert. A kezelésben. Ez az ütközések és cserék mechanizmusa vezethet a ma megfigyelt rendszerhez.

Folytassa a törekvést

Ezzel a rendszerrel még nem végeztünk. Már folyik a munka annak érdekében, hogy véglegesen meghatározzuk a társ valódi természetét, és felfedjük, hogy a legkönnyebb fekete lyukat vagy a legnagyobb tömegű neutroncsillagot fedeztük-e fel – vagy talán egyiket sem.

A neutroncsillagok és a fekete lyukak határán mindig fennáll az új, még ismeretlen asztrofizikai objektumok lehetősége.

Minden bizonnyal sok spekuláció követi majd ezt a felfedezést, de ami már most világos, az az, hogy ez a rendszer óriási ígéreteket rejt magában, ha megértjük, mi történik valójában az anyaggal a világegyetem legszélsőségesebb környezetében.

írta:

• Ewan D. Barr – az áthaladó csillagok és pulzárok projekt tudósa a MeerKAT-tal (TRAPUM), a Max Planck Rádiócsillagászati ​​Intézettel együttműködve
• Arunima Dutta – PhD-jelölt a Max Planck Rádiócsillagászati ​​Intézet Rádiócsillagászati ​​Alapfizikai Kutatóosztályán
• Benjamin Stubbers – a Manchesteri Egyetem asztrofizika professzora

Egy eredetileg ben megjelent cikkből készült Beszélgetés.