Ilmselt pole see "koletise must auk", mille teadlased leidsid, sugugi nii koletu. Kuid vigade leidmine ja nende parandamine selle nimel, kuidas teadus edasi areneb.
Hiljutises uuringus (eelretsenseeritud uuring avaldati 27. novembril) teatas teadlaste meeskond binaarsüsteemi LB-1 avastusest, mis sisaldab tähte ja vastavalt leiule musta augu kaaslast, mis on 70 korda suurem massist meie päikesest. See oli peamine uudis: tähemassiga mustad augud (tähe gravitatsioonilisel kokkukukkumisel tekkinud mustad augud) on tavaliselt alla poole massiivsetest. Kuid kuigi Hiina Teaduste Akadeemia Hiina Riikliku Astronoomilise Vaatluskeskuse (NAOC) Jifeng Liu juhitud uuring oli põnev, oli see ka vale.
Sel nädalal ilmus kolm uut dokumenti, milles uuriti uuesti Liu uuringu tulemusi ja need uuringud väidavad, et LB-1 must auk pole tegelikult nii massiivne.
Kummalised mustad augud
Tähemassiga mustad augud identifitseeritakse tavaliselt eredate röntgenkiirguse emissioonide kaudu, mis tulenevad gaasist, mida objektid kaaslastest tähtedelt aktiveerivad või sisse tõmbavad. Kuid LB-1-s märgatud must auk on "mitteintegratiivne"; teisisõnu, see ei erita oma tähelt gaasi, seega ei saa seda eredate heitmete kaudu leida. Teadlaste arvates on seda tüüpi musta augu kohta universumis palju näiteid, kuid kuna neid objekte on raske märgata, on vähe tähelepanekuid, mis näitaksid, mitu neist võib seal väljas olla.
Niisiis, et teha kindlaks, et süsteemil on must auk, pidi Liu meeskond objekti leidma ja seda kaudselt uurima, jälgides süsteemi tähe ja sügavpunase emissiooniliini Doppleri nihke liikumist.
Doppleri nähtuse all paistavad Maa poole liikuvad objektid sinised, kuna valguse lainepikkused muutuvad lühemaks, ja punased, kui meist eemalduda, kuna lainepikkused muutuvad pikemaks. Emissiooniliin, mida nimetatakse H-alfa emissiooniliiniks, on spektraaljoon või spektris tume joon. Spektrilisi jooni kasutatakse sageli aatomite või molekulide identifitseerimiseks ja see spetsiifiline joon on loodud vesiniku elektronide abil. Liu meeskond viis oma töö lõpule eeldusel, et see joon tuleb musta auku ümbritseva akretsiooni kettalt.
Doppleri nihke muutusi mõõtes võisid teadlased määrata objektide kiiruse ja seega ka nende massi. "Kui täht ja kaaslane kiirendaksid sama palju, tähendaks see, et neil oleks sama mass, ja kui üks kiirendab palju vähem, oleks see palju raskem," ütles California Berkeley ülikooli astronoomia doktorant Kareem El-Badry , ütles kaasautor ühele kolmest neid tulemusi analüüsivast tööst. Niisiis, mõõtes mustast august (mis Liu meeskonna arvates oli) pärit heite vinge liikumist, määras Liu meeskond, et musta augu kiirus peab tähendama, et see on tähemassiga musta augu jaoks äärmiselt massiivne.
Kui heitkogused pärinesid tegelikult mustast august ja liikusid nii, nagu nad teatasid, tähendaks see tõepoolest, et süsteemis oli äärmiselt massiivne objekt, selgitas El-Badry.
Selle järelduse peamine probleem? Selgub, et see emissioonijoon, mille liikumine oli kavandatava ultramassiivse objekti peamiseks tõendiks, polnud vingerdav. Tegelikult ei liikunud see üldse, uued paberid, milles käsitleti Liu meeskonna järeldusi, leidsid.
Julge väide
Võib-olla olete juba paar viimast nädalat kuulnud juttu “võimatu” 70 päikesemassi mustast august. Tänases külma vee annuses väidame, et andmeid tõlgendati valesti ja ebatavaliselt massilise BH kohta pole mingeid tõendeid. 1 / https://t.co/hWLhvaFK1F pic.twitter.com/FoEPifPegcDetsember 10, 2019
Väide kummaliselt massiivse musta augu avastuse kohta tabas kõigepealt El-Badryt kummalisena, sest seda tüüpi musta auku pole sellise massiga kunagi varem täheldatud. "Minu esimene mõte, kui paber välja tuli, on see nii julge väide, et parem on tõendusmaterjal tõesti hea," rääkis El-Badry Space.com-ile. "Te peaksite alati hoidma avatud meelt, kuid antud juhul oli nõue kindlasti erakordne ja tõendusmaterjal oli pisut raputavam."
Peamine probleem, mille El-Badry leidis, oli see, et emissiooniliin näis ainult liikuvat; see polnud tegelikult vingumine.
El-Badry ja Eliot Quataert, UC Berkeley astronoomia ja füüsika professor, avaldasid nende analüüsi esmaspäeval (9. detsember) eeltrükiserverisse arXiv. Nende töö on esitatud avaldamiseks ka ajakirjas The Monthly Notices of Royal Astronomical Society.
Puuduv neeldumisjoon
Niisiis, kuidas saab emissiooniliin ainult liikuda? Noh, lihtsalt nii juhtus, et rivistus imendusliinile, mis lõi illusiooni.
Illusiooni mõistmiseks peate kõigepealt teadma, mis on imendumisjoon. Tähti ümbritsevad välised atmosfääri kihid toimivad neelduva materjalina tähelt tuleva valguse neelamiseks. Nii et kui teadlased uurivad tähtedest tuleva valguse spektrit, näevad nad neeldumisjooni, mis on loodud atmosfääri aatomite vahel, liikudes aatomi olekute vahel.
Kui täht paiknes LB-1-s, oli neeldumisjoon, mis oli emissiooniliini poolt peidetud, ütles El-Badry. Selline olukord võib luua illusiooni, et emissiooniliin liigub, tekitades Doppleri nihe, mida El-Badry ja teadlased teiste tööde taga selgitasid ja näitasid uuringutes. Kui lahutada heitejoone mõõtmistest lihtsalt neeldumisjoon, leidsid El-Badry ja Quataert, kes kasutasid uuringu jaoks samu andmeid nagu Liu meeskond, et heitejoon ei liikunud üldse.
Ilma selle heitkoguse liikumiseta selgitas Space.com-ile Ohio osariigi ülikooli astronoomiaosakonna professor Todd Thompson, kes ei olnud seotud ühegi neist dokumentidest, ja seal on kaks võimalikku tõlgendust. Kas süsteemis on teine objekt palju massiivsem kui seda on kunagi varem täheldatud (rohkem kui 70 päikese massi) või, mis on palju tõenäolisem, LB-1-s võib olla lihtsalt keskmise suurusega must auk ja emissiooniliin on pärit kuskil mujal, ütles Thompson.
"Seal on midagi. See on lihtsalt see, et see on lihtsalt tavaline tähemassidega must auk," ütles New Yorgi Ameerika loodusloomuuseumi vanemteadur ja "StarTalk Radio" kaasvõõrustaja Jackie Faherty, "vahendas Space. .com. Faherty ei olnud seotud ühegi nende paberitega.
Kuna heitmejoon ei pärine ilmselt mustast august, ei saa teadlased saada musta augu massi kohta ülitäpset hinnangut. Kuid El-Badry meeskonna analüüs näitab, et must auk on kõige tõenäolisemalt vahemikus 5 kuni 20 päikesemassi, mis, nagu nad oma artiklis kirjeldasid, "tundub kõige tõenäolisem".
Avastus ... katki läinud?
Välja on tulnud kaks lisapaberit, mis ka Liu meeskonna väiteid uuesti läbi vaatavad. Üks, Uus-Meremaa teoreetilise astronoomi J.J. Eldridge, mis on avaldatud arXivis, võttis süsteemi analüüsimisel kasutusele teoreetilise lähenemise. Selle uuringu teadlased simuleerisid suurt tüüpi raamatukogu erinevat tüüpi binaarsüsteemidest, et teada saada, kas teadlased suutsid leida binaari, mis vastaks LB-1 kohta esitatud tähelepanekutele. Nad leidsid mitu, mis suutsid, kuid mitte ühtegi 70-päikesesisaldusega mustade aukudega.
Teine uuring, mis avaldati ka arXivis ja mida juhtis Belgia KU Leuveni ülikooli astronoomiainstituudi Michael Abdul-Masih, sarnaselt El-Badryga. Liu meeskonnaga samade andmete kasutamise asemel kogusid need teadlased erineva teleskoobi abil oma binaarsüsteemi spektri. Nad tegid ka simulatsioone, mille käigus nad panid heitejoone alla neeldumisjoone, et näha, kas heide näib liikuvat nagu LB-1 oma. Nendes simulatsioonides leidis Abdul-Masihi meeskond, et liin näis tõesti edasi-tagasi liikuvat, pakkudes täiendavaid tõendeid selle kohta, et süsteemi heitejoon näib ainult liikuvat.
LB-1 lunastamine
"See tundus natuke liiga põnev, et tõsi olla," sõnas Faherty. Kuid ta lisas, et "see on ka viis, kuidas teadus areneb."
Faherty rõhutas, et "seda laadi asjade jaoks on kõik korras. ... See on lihtsalt varasema tulemuse parandus ... selline olukord on OK," lisas ta. "Teadus areneb ja liigub edasi."
Need järeluuringud on tõestanud, et LB-1 sekundaarne objekt pole tegelikult ultraheli ultramassiivne must auk. Kuid see on siiski erakordselt huvitav objekt ja seda tasub edasi uurida, ütles El-Badry.
Kuna algsele uuringule, sealhulgas ka nendele järelkontrollidele, on nii palju tähelepanu pööratud, on see suurendanud huvi LB-1 süsteemi ja sellele sarnaste süsteemide uurimise vastu.
Tuvastades ja uurides mitteinterakteeruvaid mustaid auke, näiteks seda, mis on seotud LB-1-ga, saavad teadlased nende tabamatute objektide kohta rohkem teada saada. Kuna neid kosmoses levinud on, on neid raske märgata, kuna need ei tekita eredaid röntgenkiirgust.
"See on väga huvitav aeg otsida neid mitteinteraktiivseid mustaid auke ja kindlasti on nad leidnud väga huvitava süsteemi," sõnas Thompson. Seal on "elanikkond, mis peab olema mustade aukude vahel tähekahendustes, kus kahe komponendi vahel puudub aktiivne interaktsioon", lisas ta.
Lisaks võiks olla huvitav, kui teadlased jätkaksid uurimist, kust täpselt see H-alfa emissiooniliin pärineb. LB-1 uuesti uurinud paberid viitavad ", et on võimalik, et tsirkulatsioonimaterjalid võisid selle põhjuseks olla, kuid see on kerge mõistatus ... on OK, et tulemusega on seotud mõni müsteerium," ütles Faherty.
Space.com pöördus Liu meeskonna poole kommentaaride saamiseks ja Liu ütles, et "Me kirjutame paberi kõigi nende murede lahendamiseks." Ta lisas, et tema meeskond loodab, et see paber ilmub millalgi järgmisel nädalal.
- Mis on mustad augud?
- Musta augu viktoriin: kui hästi teate looduse veidraimat loomingut?
- Eureka! Teadlased pildistavad esimest korda musta auku
