Forskere har i årevis studeret et usædvanligt kosmisk objekt, der "fungerer" som et sort hul, der ligner
Problemet er, at dette objekt —hypotetisk. Forskere har endnu ikke været i stand til at observere dem i rummet. Om disse mystiske objekter virkelig eksisterer er et stort spørgsmål. Men i en nylig undersøgelse kan en fysiker fra Indien have opdaget en ny egenskab hos Buchdahl-stjerner, der kan hjælpe med at besvare dette spørgsmål.
Hvordan fungerer sorte huller?
Generelt er astronomer enige om detsorte huller eksisterer virkelig. Forskere observerer beviser for deres eksistens overalt (High-Tech skrev tidligere om de vigtigste beviser for deres eksistens).
En kunstners idé om kvarteret til et sort hul. Illustration: ESO/L. Calcada
Astronomer forstår også, hvordan sorte danneshuller: disse er resterne af det katastrofale gravitationssammenbrud af massive stjerner. Når de dør, kan ingen kraft i naturen understøtte deres egen vægt. Derfor fortsætter disse dødsdømte objekter med at "presse sig selv" i det uendelige.
Døde stjerner
Men forskerne forstår endnu ikke hvordanen genstand kan krympe uden at blive til et sort hul. Astronomer kender allerede til eksistensen af hvide dværge, som "vejer" som Solen, men er på størrelse med Jorden. Fysikere studerer også arten af neutronstjerner, som yderligere komprimerer stjernens masse til størrelsen af en by. Men det er uvist, om der er en endnu mindre genstand, der formåede at undgå at blive til et sort hul.
Stjerner i Buchdal
I 1959 blev den tysk-australske fysiker HansBuchdahl undersøgte, hvordan en "ideal stjerne" (som er en ideel sfærisk klump af stof) kan opføre sig, hvis den komprimeres så meget som muligt. Efterhånden som stofklumpen blev mindre og mindre, steg objektets tæthed, hvilket gjorde tyngdekraftens tiltrækning mere intens. Ved hjælp af beregninger fra Einsteins generelle relativitetsteori fandt Buchdahl en absolut nedre grænse for størrelsen af en "stjerne", der er så tæt som muligt uden at blive til et sort hul. Det er lig med 9/4 af massen af "stjernen" ganget med Newtons gravitationskonstant (G) og divideret med lysets hastighed (299 792 458 m/s) i anden kvadrat.
Således, takket være beregninger, modtog videnskabsmandendet tætteste objekt i rummet. Men hvis du komprimerer det selv lidt, så vil Buchdahl-grænsen blive overvundet, og stjernen bliver et sort hul. Under denne værdi bør et objekt altid blive et sort hul, i det mindste ifølge Generel Relativitet.
Hvad fandt videnskabsmanden ud af?
Søg efter eksotiske objekter, der er placeretved kanten af denne grænse, såkaldte Buchdahl-stjerner, er blevet en populær forfølgelse for både teoretikere og observatører, fortalte Paul M. Sutter, forskningsprofessor i astrofysik ved SUNY Stony Brook University og i New York. I en ny undersøgelse kan Naresh Dadhich, en fysiker ved Inter-University Center for Astronomy and Astrophysics i Pune, Indien, have opdaget en overraskende egenskab, som sådanne kroppe har. Han talte om sine opdagelser i en artikel offentliggjort på preprint-serveren arXiv.org, som endnu ikke er blevet peer-reviewed.
Illustration: NASA
Dadhich, der navngiver Buchdahls stjerner"sort hul simulatorer," studerede, hvad der sker med energien af en hypotetisk stjerne, når den begynder at kollapse til "grænseobjekter." Efter at have lavet beregningerne opdagede han noget overraskende: Da stjernen nåede Buchdahl-grænsen, var den samlede kinetiske energi lig med halvdelen af den potentielle energi.
Dette forhold gælder for mangesituationer i astronomi, hvor tyngdekraften er i balance med andre. Det betyder, at Buchdahl-stjerner teoretisk kan eksistere som et stabilt objekt med allerede velundersøgte egenskaber.
"Det sorte huls begivenhedshorisont blokerer voresen idé om, hvad der er inde i den. Men vi kan studere, hvad Buchdahl-stjerner er lavet af. På denne måde kan vi forstå, hvordan indersiden af et sort hul er,« forklarer forfatteren af undersøgelsen til Live Science.
Sidste problem
At finde Buchdahls stjerne er en anden sag.Til dato er der ingen kendt arrangement af stof, der kunne skabe et sådant objekt. Men Dadichs forskning tyder på, hvordan det kan fungere. Mere forskning vil være nødvendig for at forstå, hvilke andre egenskaber disse eksotiske objekter har, og hvad de kan fortælle videnskabsmænd om sorte huller.
Læs mere:
Blazar, som blev fundet for 20 år siden, viste sig at være et ekstremt objekt
TESS opdagede en "ny jord": en stenplanet med vand er i den beboelige zone
Se på konsekvenserne af kollisionen i 1181 af to stjerner