Täiesti uus mustade aukude klass võib varitseda universumit ja need võivad olla palju peenemad, kui teadlased on uute leidude kohaselt varem leidnud.
Mustad augud on massiivsed taevaobjektid, mis guugeldavad kõike, mis tuleb liiga lähedale; isegi mitte valgus ei pääse musta augu intensiivsest gravitatsioonilisest haardest. Väikeste ja suurte mustade aukude otsimine - näiteks ülimagevate aukude otsimine, mis asuvad enamiku galaktikate, sealhulgas meie enda keskmes - aitab uurijatel kokku panna, kuidas universum töötab, ja luua narratiiv tähtede elu ja surma jaoks.
Selle põhjuseks on asjaolu, et mustad augud on surnukehad selle kohta, mis varem olid massiivsed tähed, mis läbisid plahvatusohtliku surma, kukkudes lõpuks ise kokku. Plahvatusohtlik surm ja sellele järgnev tähtede kokkuvarisemine võivad moodustada kaks erinevat objekti. Kui algtäht on piisavalt massiivne, tekitab see plahvatus musta augu, kuid kui see pole nii, moodustab laip väikese, tiheda objekti, mida nimetatakse neutronitäheks.
Tavaliselt otsivad astronoomid neid mustaid auke meie enda galaktikast, mõõtes röntgenikiirgust, mis eraldub siis, kui mustad augud sifooni lähedaste tähtede seest annavad. Teisalt otsivad teadlased kaugetes galaktikates gravitatsioonilaineid, mis tekivad kahe musta augu liitmisel või neutrontähtede kokkupõrkel.
Kuid rühm teadlasi mõtles, kas võib olla suhteliselt väikese massiga mustaid auke, mis ei väljasta muude mustade aukude märguande röntgenisignaale. Sellised hüpoteetilised mustad augud eksisteeriksid tõenäoliselt teise tähega binaarsüsteemis, ehkki nad tiirleksid sellest tähest piisavalt kaugel, et nad ei sööks palju oma tähekaaslasest; kui teadlased arvasid, et need väikesed mustad augud ei anna tuvastatavaid röntgenkiirte ja jäävad seega astronoomidele nähtamatuks, ütles Tiod Thompson, Ohio osariigi ülikooli astronoomiaprofessor ja uuringu peaautor. uued leiud.
"Oleme üsna kindlad, et galaktikates olevate tähtedega binaarsüsteemides peab olema palju, palju selliseid mustaid auke, lihtsalt et me pole neid leidnud, kuna neid on raske leida," rääkis Thompson Live Science'ile. Kuid "alati on huvitav leida asju, mida pole näha."
Thompson ja tema kolleegid otsisid tõendeid nende mustade aukude kohta kavandatud objektide tähekaaslastes. Teadlased kammisid läbi Apache Pointi vaatluskeskuse galaktilise evolutsiooni eksperimendi (APOGEE) andmed, mis sisaldasid teavet meie galaktika enam kui 100 000 tähe valgusspektri - objekti toodetava energia erinevate lainepikkuste kohta.
Selle uuringu teave näitas nende tähtede muutuvaid spektreid või valguse lainepikkusi. Kui teadlased märkasid mingeid muutusi nendes spektrites - näiteks nihkumist sinisemate lainepikkuste poole või nihutamist punasema lainepikkuse poole -, võib see tähendada, et konkreetne täht tiirleb mööda nähtamatut kaaslast. Pärast seda analüüsi vaatlesid teadlased teise tähe alamhulga heleduse muutusi, mis võiksid tiirutada ümber mustade aukude, kasutades teise uuringu andmeid, mida nimetati All-Sky automaatseks supernovaalide uuringuks (ASAS-SN). Nad otsisid tähti, mis helendasid ja tuhmusid, samal ajal ka punast ja sinist nihutades.
Nii avastasid teadlased umbes 10 000 valgusaasta kaugusel meie galaktika kaugel, Auriga tähtkuju lähedal, kiiresti pöörleva hiiglasliku tähega massiivse tumeda objekti, mis oli lukustatud gravitatsioonilisse auku. Teadlaste hinnangul oli selle objekti mass umbes 3,3 korda suurem kui meie päike, liiga massiivne, et olla neutrontäht ja mitte piisavalt massiline, võrreldes ühegi teadaoleva musta auguga.
Thompson ütles, et kõige massiivsem neutronitäht, millest teadlased teavad, on 2,1-kordne meie päikese mass, samas kui teadaolevalt kõige vähem massiivne must auk on umbes viis kuni kuus korda suurem meie päikese massist. Uue leidunud objekti alumine massipiir - väikseim mass see objekt võiks olla - on aga 2,6 korda suurem kui meie päikese mass, mis on astronoomide arvates ülempiiriks sellele, kuidas massiivsed neutronitähed teoreetiliselt saavad. Mis tahes massiivsem ja neutronitäht variseb musta auku.
Nii et see tume, salapärane objekt "võib olla kõige massiivsem neutronitäht, mida eales nähtud", otse selle piiri ääres, mille järel seda eksisteerida ei saa, ütles Thompson. "Oleksin tegelikult veelgi põnevam, kui see oleks tõsi." Kuid enam kui tõenäoline on see hüpoteesitud, kuid kunagi varem avastatud suhteliselt väikese massiga must auk, lisas ta.
Buffalo ülikooli kunstide ja teaduste kolledži ülikooli kosmoloog ja ülikooli füüsikaprofessor Dejan Stojkovic, kes polnud uurimistööga seotud, nõustus. "See on tõenäoliselt must auk," kuna see on neutronitäheks olemiseks liiga massiivne, välja arvatud juhul, kui see on mingi ebatavaline täht, ütles Stojkovic Live Science'ile. "Leiud kõlavad väga mõistlikult," kuid pole ootamatud, kuna astronoomid teavad, et madalama massiga mustad augud on olemas.
Thompson ütles, et ootab huviga tulevasi avastusi, näiteks teavet tähe orbiidi kalde kohta pimeda objekti ümber, mida Euroopa Kosmoseagentuuri Gaia kosmoselaev võib eelseisvale missioonile koguda. See võiks aidata teadlastel tumedama objekti massi täpsemalt mõõta.
Tulemused avaldati eile (31. oktoobril) ajakirjas Science.
