Nýjar staðreyndir um svarta holur

24. 04. 2019
6. alþjóðleg ráðstefna um exopolitics, history and spirituality

Gögn frá EHT Event Horizont sjónaukanum gefa vísindamönnum nýja hugmynd um skrímsli sem kallast Vetrarbrautin. Þökk sé þessum gögnum skoðum við svartholið betur í fyrsta skipti.

Kerfi útvarpssjónauka sem er komið fyrir umhverfis jörðina og við köllum það EHT (Event Horizont Telescope), einbeitt sér að nokkrum risum. Bogmaðurinn A er ofur massíft svarthol í miðju Vetrarbrautarinnar og enn stærra svarthol í 53,5 milljón ljósára fjarlægð í M87 vetrarbrautinni. Í apríl 2017 tóku stjörnustöðvarnar höndum saman til að fylgjast með mörkum svarthola, þar sem þyngdaraflið er svo sterkt að jafnvel ljósgeislar geta ekki yfirgefið það. Eftir næstum tveggja ára samanburð á gögnum birtu vísindamennirnir fyrstu aflaðu myndirnar af þessum athugunum. Nú vona vísindamenn að nýju myndirnar geti sagt okkur meira um svarthol.

Hvernig lítur svarthol eiginlega út?

Svarthol eru í raun verðug nafns síns. Hið mikla þyngdardýr gefur frá sér ekkert ljós í neinum hluta rafsegulrófsins, svo það virðist ekki vera til af sjálfu sér. En stjörnufræðingar vita að þeir eru þarna úti vegna einhvers konar fylgdarmanns. Þegar þyngdarkraftur þeirra púlsar í stjörnugasi og ryki myndast massi í laginu snúningsþéttingarskífur með árekstrandi atómum þeirra umhverfis. Þessi virkni sendir frá sér „hvítan hita“ og gefur frá sér röntgengeisla og aðra orku geislun. Mest „hata“ mettuð svarthol lýsa síðan upp allar stjörnurnar í vetrarbrautunum í kring.

Gert er ráð fyrir að á myndinni frá EHT sjónaukanum af Sagittaria A á svæði Vetrarbrautarinnar, einnig kölluð Sgr A, muni hún hafa skugga á svarthol á meðfylgjandi uppsiglingardiski af björtu efni. Tölvuhermi og lögmál þyngdarlíffræði gefa stjörnufræðingum ansi góða hugmynd um við hverju er að búast. Vegna mikils þyngdarkrafts nálægt svartholinu verður uppsiglingardiskurinn aflagaður umhverfis sjóndeildarhringinn og þetta efni verður sýnilegt á bak við svartholið. Myndin sem myndast er líklega ósamhverf. Þyngdarafl sveigir ljósið frá innri hluta skífunnar í átt að jörðinni erfiðara en ytri hlutinn og gerir hluta af hringnum léttari.

Gilda lög almennra laga um afstæðið í kringum svarthol?

Nákvæm lögun hringsins getur leyst pirrandi pattstöðu í fræðilegri eðlisfræði. Súlurnar tvær í eðlisfræðinni eru kenningar Einsteins um almenna afstæðiskennd, sem stýrir gegnheillum og þyngdaraflsterkum hlutum eins og svartholinu og skammtafræði, sem stjórnar undarlegum heimi subatomískra agna. Hver kenning vinnur á sínu sviði. En þeir geta ekki unnið saman.

Eðlisfræðingurinn Lia Medeiros við Arizona háskóla í Tucson segir:

„Almenn afstæðishyggja og skammtafræði eru ósamrýmanleg hvert öðru. Ef almennri afstæðishyggju er beitt á svæðinu við svarthol, þá getur það þýtt skref fram á við fyrir eðlisfræðinga. “

Vegna þess að svarthol eru öfgafyllsta þyngdarumhverfi alheimsins eru þau besta umhverfið fyrir álagspróf þyngdarkenningarinnar. Það er eins og að henda kenningum á vegg og búast við hvort og hvernig þeir rífa það niður. Ef almenna afstæðiskenningin á við, búast vísindamenn við að svarthol hafi sérstakan skugga og því hringlaga lögun; ef kenning Einsteins á ekki við, þá mun skugginn hafa aðra lögun. Lia Medeiros og samstarfsmenn hennar beittu tölvuhermi við mismunandi skugga 12 svarthola, sem gætu verið frábrugðin kenningum Einsteins.

L. Mederios segir:

„Ef við finnum eitthvað annað (valkosti við þyngdarkenningar) verður það eins og jólagjöf.“

Jafnvel lítið frávik frá almennri afstæðiskenningu myndi hjálpa stjörnufræðingum að mæla það sem þeir sjá af því sem þeir búast við.

Umkringja dauðar stjörnur sem kallast pulsar svarthol í Vetrarbrautinni?

Önnur leið til að prófa almennu afstæðiskenninguna í kringum svarthol er að fylgjast með því hvernig stjörnurnar hreyfast um þær. Þegar ljós frá stjörnum flæðir á sviði öfgafulls aðdráttarafls svarthols nálægt því „teygist“ ljósið og virðist þannig rauðara fyrir okkur. Þetta ferli, kallað „rauða, þyngdarbreytingin“, og almenn afstæðiskenning hefur verið tilgátu. Í fyrra fylgdust stjörnufræðingar með því nálægt SgrA svæðinu. Hingað til góðar fréttir fyrir kenningu Einsteins. Enn betri leið til að staðfesta þetta fyrirbæri er að gera sömu próf á púlsum sem snúast hratt og sópa geislageislum upp í stjörnuhimininn með reglulegu millibili og virðast púlsa.

Rauða þyngdarbreytingin myndi þannig raska reglulegu mælifræði og athugun þeirra hefði nákvæmari próf á kenningunni um almenna afstæðiskennd.

Scott Ranson frá stjörnuskoðunarstöðinni í Charlottesville segir:

„Fyrir flesta sem fylgjast með SgrA svæðinu væri draumur að uppgötva púlsa, eða púlsa á braut um svarthol. Mörg mjög áhugaverð og mjög ítarleg próf á almennri afstæðiskenningu er hægt að fá með púlsum. “

Hins vegar, þrátt fyrir gaumgæfilega athugun, hefur enn ekki fundist pulsar sem dreifist í nægilegri nálægð við SgrA svæðið. Að hluta til vegna þess að ryk og gas vetrarbrauta dreifa geislum þeirra og erfitt er að miða við þau. En EHT veitir besta útsýnið hingað til um miðju útvarpsbylgjanna, svo S. Ransom og samstarfsmenn hans vonast til að geta gert það. „Þetta er eins og veiðileiðangur með mjög litla möguleika á veiðum, en það er þess virði,“ bætir S.Ransom við.

Pulsar PSR J1745-2900 (til vinstri á myndinni) uppgötvaðist árið 2013. Hann er á braut um nákvæmlega 150 ljósár um svarthol í miðju vetrarbrautarinnar. Það er þó of langt í burtu fyrir nákvæm próf á almennri afstæðiskenningu. Tilvist þessa pulsara gefur stjörnufræðingum von um að þeir noti EHT til að uppgötva meira og nær pulsar nær svartholinu.

Hvernig framleiða svarthol þotur?

Sum svarthol eru svöng mannætu og draga til sín gífurlegt magn af gasi og ryki, en önnur eru vandlátar. Enginn veit af hverju. SgrA virðist vera áhyggjufullur matari með furðu dökkan disk, þrátt fyrir massa sem jafngildir 4 milljónum sólmassa. Annað skotmark sem EHT miðar við, svartholið í M87 vetrarbrautinni, er gráðugur mannætu. Það vegur allt að 3,5 til 7,22 milljarða sólar. Og að til viðbótar við gífurlega uppsafnaðan uppsöfnunardisk í nágrenni hans streymir einnig straumur hlaðinna subatomískra agna út úr honum í 5 ljósára fjarlægð.

Thomas Krichbaum Institute of Radio Astronomy í Bonn segir:

"Það er svolítið mótsögn að halda að svarthol útiloki eitthvað yfirleitt."

Fólk heldur yfirleitt að svarthol gleypi aðeins. Margar svarthol framleiða þotur sem eru lengri og breiðari en heilar vetrarbrautir og geta náð milljarða ljósára frá svartholinu.

Náttúrulega spurningin er hversu öflugur orkugjafi sem gefur frá sér þotur frá svo miklum fjarlægðum. Þökk sé EHT getum við loksins rakið þessa atburði í fyrsta skipti. Styrkja segulsviðs svarthols í vetrarbrautinni M87 má áætla með því að mæla EHT, vegna þess að þau eru skyld kröftum þotnanna. Með því að mæla eiginleika þotna þegar þær eru nálægt svartholi hjálpar það við að ákvarða hvaðan þotan kemur - innan frá diskinum, eða frá öðrum hluta disksins eða frá svartholinu sjálfu.

Þessar athuganir geta einnig skýrt hvort þoturnar koma úr svartholi eða úr fljótandi efni í disknum. Vegna þess að þotur geta flutt efni úr miðju vetrarbrautarinnar inn á milligöngusvæðið gæti það skýrt áhrifin á þróun og vexti vetrarbrauta. Og jafnvel þar sem reikistjörnur og stjörnur fæðast.

T. Krichbaum segir:

„Það er mikilvægt að skilja þróun vetrarbrauta frá því að svarthol mynduðust snemma til fæðingar stjarna og að lokum til fæðingar lífsins. Þetta er mjög stór saga og með því að rannsaka þotur svarthola erum við aðeins að bæta smá agnir í stóra púsluspilinu í lífinu. “

Athugasemd útgefanda: Þessi saga var uppfærð 1. apríl 2019 með því að tilgreina massa svartholsins M 87: massi vetrarbrautarinnar er 2,4 billjón massa sólar. Svartholið sjálft hefur massa eins og nokkra milljarða sólar. Viðauki, eftirmynd svartholsins er dæmi um staðfestingu á kenningu Einsteins um almenna afstæðiskennd, en ekki afsannanir hennar.

Svipaðar greinar