Visatoje gali pasigirti visiškai nauja juodųjų skylių klasė, ir tai gali būti daug plonesnė už tai, ką mokslininkai nustatė anksčiau, remiantis naujais atradimais.
Juodosios skylės yra masyvūs dangaus daiktai, kurie kerpa viską, kas per arti; net ne šviesa gali ištrūkti iš juodosios skylės intensyvaus gravitacinio suvokimo. Juodųjų skylių, tiek mažų, tiek didelių, pavyzdžiui, supermasyvių, esančių daugumos galaktikų, tarp jų ir mūsų, centre, paieška tyrinėtojams padeda susivienyti, kaip veikia visata, ir sukuria pasakojimą apie žvaigždžių gyvenimą ir mirtį.
Taip yra todėl, kad juodosios skylės yra lavonai to, kas anksčiau buvo masyvios žvaigždės, patyrusios sprogstamąjį smūgį ir galiausiai susigrūdusios. Sprogstamoji mirtis ir vėlesnis žvaigždžių griūtis gali sudaryti du skirtingus objektus. Jei pradinė žvaigždė yra pakankamai masyvi, šis sprogimas duos juodąją skylę, tačiau jei jos nėra, lavonas užuot suformavęs mažą, tankų daiktą, žinomą kaip neutroninė žvaigždė.
Astronomai paprastai ieško šių juodųjų skylių mūsų pačių galaktikoje matuojant rentgeno spindulius, kurie sklinda, kai juodosios skylės sifono medžiagą iš netoliese esančių žvaigždžių. Kita vertus, tolimose galaktikose tyrinėtojai ieško gravitacinių bangų, kurias sukelia dviejų juodųjų skylių susiliejimas arba neutroninių žvaigždžių susidūrimas.
Tačiau grupė tyrėjų pasidomėjo, ar gali būti santykinai nedidelės masės juodosios skylės, kurios neišmeta kitų juodųjų skylių signalinių lempučių. Tokios hipotetinės juodosios skylės greičiausiai egzistuotų dvejetainėje sistemoje su kita žvaigžde, nors jos orbituotųsi pakankamai toli nuo šios žvaigždės, kad daug nevalgytų iš savo žvaigždžių kompaniono; Tyrėjai spėjo, kad šios mažos juodosios skylės neišduos aptinkamų rentgeno spindulių ir todėl liks nematomos astronomams, sakė Toddas Thompsonas, Ohajo valstijos universiteto astronomijos profesorius ir pagrindinis tyrimo, kuriame išdėstytas tyrimas, autorius. naujos išvados.
"Esame tikri, kad dvejetainėse sistemose su žvaigždėmis galaktikose turi būti daugybė šių juodųjų skylių, tik to, kad mes jų neradome, nes jas sunku rasti", - sakė Thompsonas "Live Science". Bet "visada įdomu pabandyti surasti dalykus, kurių nematyti".
Thompsonas ir jo kolegos ieškojo šių juodųjų skylių įrodymų siūlomuose objektų žvaigždžių kompanionuose. Tyrėjai surinko duomenis iš Apache Point observatorijos galaktikos evoliucijos eksperimento (APOGEE), kurie turėjo informacijos apie daugiau nei 100 000 žvaigždžių mūsų galaktikoje šviesos spektrą - įvairius objekto skleidžiamus energijos bangos ilgius.
Šios apklausos informacija atskleidė kintančius kiekvienos iš šių žvaigždžių spektrus arba šviesos bangos ilgius. Jei tyrėjai pastebėtų kokius nors pokyčius šiuose spektruose - pavyzdžiui, pokytį link neryškių bangų ilgių arba poslinkį į raudonesnį bangos ilgį -, tai gali reikšti, kad tam tikra žvaigždė orbitavo nematytą palydovą. Atlikę šią analizę, tyrėjai pasinaudojo kitos apklausos, vadinamos „All Sky Sky“ automatizuota supernovų apklausa (ASAS-SN), ryškumo pokyčiais žvaigždžių pogrupyje, kuris gali skrieti aplink juodąsias skyles. Jie ieškojo žvaigždžių, kurios šviesėjo ir pritemdė, taip pat raudonai ir mėlynai.
Štai kaip tyrėjai atrado masyvų tamsų objektą, užfiksuotą gravitaciniame užpakalyje su greitai besisukančia milžiniška žvaigžde, esančia maždaug 10 000 šviesmečių atstumu mūsų galaktikos tolimuosiuose pakraščiuose, šalia Auriga žvaigždyno. Tyrėjai įvertino, kad šio objekto masė yra maždaug 3,3 karto didesnė už mūsų saulės masę, per masyvi, kad būtų neutroninė žvaigždė, ir nėra pakankamai masyvi, palyginti su bet kuria žinoma juoda skyle.
Masyviausia neutronų žvaigždė, apie kurią žino mokslininkai, yra 2,1 karto didesnė už mūsų saulės masę, o mažiausia masyvi juodoji skylė yra maždaug penkis – šešis kartus didesnė už mūsų saulės masę, sakė Thompsonas. Tačiau naujai atrasto objekto apatinė masės riba - mažiausia šio objekto masė gali būti - yra 2,6 karto didesnė už mūsų saulės masę, o tai, astronomų manymu, yra viršutinė riba, kuriai teoriškai gali patekti masyvios neutroninės žvaigždės. Bet koks masyvesnis dalykas, ir neutronų žvaigždė sugriūtų į juodąją skylę.
Taigi šis tamsus, paslaptingas objektas "gali būti masiškiausia kada nors matyta neutronų žvaigždė", ties riba, po kuria ji negali egzistuoti, sakė Thompsonas. "Aš iš tikrųjų būčiau dar labiau susijaudinęs, jei tai būtų tiesa". Tačiau daugiau nei tikėtina, kad tai hipotezuota, bet niekada anksčiau neatrasta palyginti nedidelės masės juodoji skylė, pridūrė jis.
Su tyrimais nesusijęs Buffalo meno ir mokslo koledžo universiteto kosmologas ir universiteto fizikos profesorius Dejanas Stojkovičius sutiko. „Tai greičiausiai yra juodoji skylė“, nes ji yra per daug masyvi, kad būtų neutroninė žvaigždė, nebent tai būtų kažkokia neįprasta žvaigždė, - „Live Science“ pasakojo Stojkovičius. „Išvados skamba labai pagrįstai“, tačiau nėra netikėta, nes astronomai žino, kad egzistuoja mažesnės masės juodosios skylės.
Thompsonas sakė laukiantis ateities atradimų, tokių kaip informacija apie žvaigždės orbitos pasvirimą aplink tamsų objektą, kurį Europos kosmoso agentūros „Gaia“ erdvėlaivis gali susirinkti artėjančioje misijoje. Tai galėtų padėti tyrėjams tiksliau išmatuoti tamsaus objekto masę.
Išvados buvo paskelbtos vakar (spalio 31 d.) Žurnale „Science“.
