Astronomen Haben M Glicherweise Eine Dunkle Hitze Entdeckt

Bildnachweis: Bild bereitgestellt von STScI / NASA / ESA Wenn der Tod großer Sterne schwarze Löcher hinterlässt, müssen nach Ansicht von Astronomen Hunderte Millionen von ihnen über unsere Galaxie verstreut sein. Das Problem ist, dass die einzelnen Schwarzen Löcher nicht sichtbar sind. Jetzt hat ein Team unter der Leitung der University of California, Berkeley, zum ersten Mal entdeckt, was ein freischwebendes Schwarzes Loch sein könnte, indem es die Helligkeit eines fernen Sterns beobachtete, während sein Licht durch das starke Gravitationsfeld eines Objekts verzerrt wird. – heißt Mikrogravitation. Das Team wird von dem Doktoranden Casey Lam und Jessica Low, einer außerordentlichen Professorin für Astronomie an der University of California, Berkeley, geleitet, die schätzt, dass die Masse eines unsichtbaren Festkörpers zwischen dem 1,6- und 4,4-fachen der Sonne liegt. Da Astronomen glauben, dass die Überreste eines toten Sterns schwerer als 2,2 Sonnenmassen sein müssen, um in ein Schwarzes Loch zu kollabieren, warnen Forscher der UC Berkeley, dass das Objekt eher ein Neutronenstern als ein Schwarzes Loch sein könnte. Neutronensterne sind ebenfalls sehr dichte und feste Objekte, aber ihre Schwerkraft wird durch den inneren Neutronendruck ausgeglichen, der einen weiteren Kollaps in einem Schwarzen Loch verhindert. Ob es sich um ein Schwarzes Loch oder einen Neutronenstern handelt, das Objekt ist der erste dunkle Überrest eines Sterns – ein stellarer „Geist“, der entdeckt wurde, als er ohne Verbindung zu irgendeinem anderen Stern durch die Galaxie wanderte. “Dies ist das erste schwimmende Schwarze Loch oder der erste Neutronenstern, der von einer Mikrogravitationslinse entdeckt wurde”, sagte Lou. „Mit der dünnsten Linse können wir diese isolierten, komprimierten Objekte untersuchen und wiegen. “Ich denke, wir haben ein neues Fenster zu diesen dunklen Objekten geöffnet, die sonst nicht erscheinen.” Die Bestimmung, wie viele dieser festen Objekte die Galaxie bewohnen, wird Astronomen helfen, die Entwicklung von Sternen – insbesondere wie sie sterben – und die Entwicklung unserer Galaxie zu verstehen und möglicherweise zu enthüllen, ob es sich bei einem der unsichtbaren Schwarzen Löcher um Ur-Schwarze Löcher handelt wurden während des Urknalls produziert. Die Analyse von Lam, Lu und ihrem internationalen Team wurde zur Veröffentlichung in den Astrophysical Journal Letters angenommen. Die Analyse umfasst vier weitere Mikrofiche-Ereignisse, von denen das Team zu dem Schluss kam, dass sie nicht von einem Schwarzen Loch verursacht wurden, obwohl zwei höchstwahrscheinlich von einem Weißen Zwerg oder einem Neutronenstern verursacht wurden. Das Team kam auch zu dem Schluss, dass die potenzielle Anzahl von Schwarzen Löchern in der Galaxie 200 Millionen beträgt – ungefähr das, was die meisten Theoretiker erwartet hatten. Gleiche Daten, unterschiedliche Schlussfolgerungen Es ist bemerkenswert, dass ein konkurrierendes Team des Space Telescope Science Institute (STScI) in Baltimore dasselbe Mikrolinsenereignis analysierte und behauptete, dass die Masse des festen Objekts näher bei 7,1 Sonnenmassen und einem unverkennbaren Schwarzen Loch liegt. Ein Papier, das die Analyse des STScI-Teams unter der Leitung von Kailash Sahu beschreibt, wurde zur Veröffentlichung im Astrophysical Journal angenommen. Beide Gruppen verwendeten die gleichen Daten: photometrische Messungen der Helligkeit eines entfernten Sterns, da sein Licht durch das stark komprimierte Objekt verzerrt oder “abgerufen” wurde, und astronomische Messungen der Position des entfernten Sterns am Himmel aufgrund der Schwerkraft. Verzerrung des Linsenobjekts. Die optischen Daten stammen aus zwei Mikrofaserstudien: dem Optical Gravitational Lens Experiment (OGLE) mit einem 1,3-Meter-Teleskop in Chile, das von der Universität Warschau betrieben wird, und dem Microlens Observations in Astrophysics (MOA), das in einem 1 untergebracht ist. 8-Meter-Teleskop in Neuseeland, betrieben von der Universität Warschau, Universität Osaka. Die astronomischen Daten stammen vom Hubble Space Telescope der NASA. STScI verwaltet das wissenschaftliche Programm des Teleskops und führt seine wissenschaftlichen Funktionen aus. Da beide Präzisionslinsensuchgeräte dasselbe Objekt lokalisierten, hat es zwei Namen: MOA-2011-BLG-191 und OGLE-2011-BLG-0462, der Kürze halber OB110462. Während Forschung wie diese jedes Jahr etwa 2.000 helle Sterne durch Mikroskope in unserer Galaxie entdeckt, war es die Hinzufügung astronomischer Daten, die es den beiden Gruppen ermöglichte, die Masse und Entfernung des festen Objekts von der Erde zu bestimmen. Das Team unter der Leitung der University of California in Berkeley schätzte, dass sie zwischen 2.280 und 6.260 Lichtjahre (700-1920 Parsec) entfernt ist, in Richtung des Zentrums der Galaxie und in der Nähe der großen Ausbuchtung, die von ihrer zentralen überdimensionalen Galaxie bedeckt wird. umgibt das Loch. Der STScI-Cluster wird auf etwa 5.153 Lichtjahre (1.580 Parsec) Entfernung geschätzt. Ich suche eine Nadel im Heuhaufen Lou und Lam interessierten sich 2020 für den Körper, nachdem das STScI-Team erstmals beobachtete, dass die fünf von Hubble beobachteten Mikrofiche-Ereignisse – die länger als 100 Tage andauern und daher Schwarze Löcher sein könnten – wahrscheinlich nicht von festen Objekten stammen. . Lou, die seit 2008 nach frei beweglichen Schwarzen Löchern sucht, glaubte, dass die Daten ihr helfen würden, ihre Häufigkeit in der Galaxie besser abzuschätzen, die auf etwa 10 bis 1 Milliarde US-Dollar geschätzt wird. Sterngroße Schwarze Löcher wurden bisher nur als Teil von Doppelsternsystemen gefunden. Schwarze Löcher werden in Doppelsternen entweder durch Röntgenstrahlen gesehen, die erzeugt werden, wenn Materie von einem Stern in ein Schwarzes Loch fällt, oder durch moderne Gravitationswellendetektoren, die für die Verschmelzung von zwei oder mehr Schwarzen Löchern empfindlich sind. Aber diese Tatsachen sind selten. „Casey und ich haben uns die Daten angesehen und waren wirklich interessiert. Wir sagten: „Wow, es gibt keine schwarzen Löcher“, sagte Lou. Das sei erstaunlich, „obwohl es hätte sein sollen“. „Und wir fingen an, uns die Daten anzusehen. Wenn es wirklich keine schwarzen Löcher in den Daten gäbe, würde dies nicht zu unserem Modell passen, wie viele schwarze Löcher es in unserer Galaxie geben sollte. „Etwas musste sich ändern, um Schwarze Löcher zu verstehen – entweder ihre Anzahl, ihre Geschwindigkeit oder ihre Masse.“ Als Lahm die Photometrie und Astrometrie der fünfminütigen Ereignisse der Linse analysierte, war er überrascht, dass einer, OB110462, die Eigenschaften eines Festkörpers hatte: Der Körper der Linse sah dunkel aus und war daher kein Stern. Die stellare Leuchtkraft hielt lange an, fast 300 Tage. Die Deformation der Position des Hintergrundsterns war ebenfalls langfristig. Lamm sagte, die Dauer des Linsenereignisses sei der Haupttipp. Im Jahr 2020 war der beste Weg, nach Schwarzen Löchern mit Mikrolinsen zu suchen, die Suche nach sehr großen Ereignissen. Nur 1 % der winzigen Linsenereignisse, die erkannt werden können, stammen wahrscheinlich von Schwarzen Löchern, daher wäre die Betrachtung aller Fakten wie die Suche nach einer Nadel im Heuhaufen. Aber laut Lamm sind etwa 40 % der Mikrofiche-Ereignisse, die länger als 120 Tage andauern, wahrscheinlich Schwarze Löcher. „Wie lange das helle Ereignis anhält, ist ein Hinweis darauf, wie stark die Vordergrundlinse das Hintergrundsternlicht streut“, sagte Lamm. „Die größten Ereignisse sind wahrscheinlich auf Schwarze Löcher zurückzuführen. Dies ist keine Garantie, denn die Dauer des Lichtrings hängt nicht nur davon ab, wie massiv die Vordergrundlinse ist, sondern auch davon, wie schnell sich die Vordergrundlinse und der Hintergrundstern relativ dazu bewegen. Indem wir jedoch auch die scheinbare Position des Sterns im Hintergrund messen, können wir bestätigen, ob die Linse im Vordergrund wirklich ein Schwarzes Loch ist. Laut Lu war die Gravitationswirkung von OB110462 auf das Sternenlicht im Hintergrund überraschend groß. Der Stern brauchte etwa ein Jahr, um 2011 seinen Höhepunkt zu erreichen, und dann etwa ein Jahr, um zum normalen Leben zurückzukehren. Mehr Daten werden ein Schwarzes Loch von einem Neutronenstern unterscheiden Um zu bestätigen, dass OB110462 von einem extrem soliden Objekt stammte, forderten Low und Lam weitere astronomische Daten von Hubble an, von denen einige letzten Oktober eintrafen. Diese neuen Daten zeigten, dass die Positionsänderung des Sterns aufgrund des Gravitationsfeldes der Linse noch 10 Jahre nach dem Ereignis zu beobachten war. Weitere Beobachtungen von Hubble-Linsen sind vorläufig für den Herbst 2022 geplant. Die Analyse der neuen Daten bestätigte, dass OB110462 höchstwahrscheinlich ein Schwarzes Loch oder ein Neutronenstern war. Low und Lam vermuten, dass die unterschiedlichen Schlussfolgerungen der beiden Gruppen darauf zurückzuführen sind, dass die astronomischen und photometrischen Daten unterschiedliche Messungen von …