Seuraus Einsteinin teoriasta
Vuonna 1916 Karl Schwarzschild ennusti mustia aukkoja teoreettisena
Gammasäde puhkeaa
1930 -luvulla intialainen astrofyysikko SubramanianChandrasekhar tutki, mitä tähdelle tapahtuu, kun polttoaine loppuu. Hän havaitsi, että lopputulos riippuu tähden massasta. Jos tämä tähti on todella suuri, esimerkiksi 20 auringon massa, sen tiheä ydin romahtaa alas mustaan aukkoon.
Maasäteilyllä havaitut gammasäteilypurskeet. (Kuva: NASA / Swift / Cruz deWilde)
Kaikki tämä tapahtuu uskomattoman nopeastimuutamassa sekunnissa ja vapauttaa valtavan määrän energiaa gammapurkauksen muodossa. Tämä leimahdus voi lähettää avaruuteen yhtä paljon energiaa kuin tavallinen tähti koko elämänsä aikana. Ja maan päällä olevat kaukoputket ovat havainneet useita tällaisia tapahtumia, kun mustia aukkoja syntyy miljardien valovuosien etäisyydestä huolimatta.
Painovoima -aallot
Mustat aukot eivät aina ole erillään -joskus ne esiintyvät pareittain kiertäen toisiaan. Kun he tekevät tämän, niiden välinen gravitaatiovuorovaikutus luo avaruuteen aaltoja, jotka leviävät gravitaatioaaltoina. Muuten, tämä on toinen ennuste Einsteinin suhteellisuusteoriasta.
Taiteilijan vaikutelma painovoima -aalloista.Toisiaan kiertävät mustat aukot luovat aaltoiluun aaltoja, jotka kulkevat ulospäin painovoima-aaltojen muodossa. (Kuva: R.Hurt / Caltech-JPL)
Observatoriot, kuten LIGO ja Neitsyt, antavat tutkijoillekyky havaita nämä aallot. Fyysikot julkistivat ensimmäisen löydön, joka liittyy kahden mustan aukon sulautumiseen vuonna 2016. Kun ilmaisimen herkkyys kasvaa, tutkijat havaitsevat muita gravitaatioaaltoja laukaisevia tapahtumia. Esimerkiksi mustan aukon ja neutronitähden törmäys, joka tapahtui kaukana Linnunradan ulkopuolella 650–1,5 miljardin valovuoden päässä Maasta.
Näkymätön satelliitti
Toinen todiste mustien aukkojen olemassaolosta- niiden painovoimavaikutus muihin tähtiin. Tarkkaillessaan tavallista pyörivien tähtien HR 6819 paria vuonna 2020, tähtitieteilijät huomasivat kummallisuuksia niiden liikkeessä.
Taiteilijan grafiikassa näkyy HR 6819 -kolmijärjestelmän esineiden kiertorata. (Kuva: L. Calzada / ESO)
Ne voidaan selittää vain läsnäolollakolmas, täysin näkymätön esine. Tutkijat laskivat sen massan - se osoittautui neljä kertaa Auringon massaksi - ja ymmärsivät, että se voi olla vain musta aukko. Muuten, se on yksi lähimmistä Maasta, joka sijaitsee vain 1000 valovuoden päässä siitä.
Röntgenobjekti
Ensimmäinen esine, jonka tutkijat tunnistivatesineestä Cygnus X-1 (tai Cyg X-1) tuli musta aukko. Tämä on röntgenlähde Cygnuksen tähdistöstä, joka löydettiin vuonna 1964. Lähes välittömästi tähtitieteilijät olettivat, että säteilyn lähde oli musta aukko, joka sijaitsee binäärijärjestelmässä yhdessä sinisen superjättiläisen kanssa. Monet asiantuntijat uskoivat kuitenkin, että kaikki todisteet sen olemassaolosta olivat epäsuoria, ja Cygnus X-1 voisi olla esimerkiksi neutronitähti. Brittiläinen tähtitieteilijä ja tieteen popularisoija Stephen Hawking vetosi vuonna 1974, että näin ei ole.
Suurin este Cygnus X-1:n tunnistamiselle mustaksi aukoksi on kohteen etäisyyden epävarmuus. Vuonna 2011 tähtitieteilijät kuitenkin laskivat sen.
Musta aukko Cygnus X-1 vetää materiaalia massiivisesta sinisestä tähdestä. (Kuva: NASA / CXC)
Uuden työn tekijät analysoivat tiedotkeränneet Very Long Baseline Array -radioteleskoopit. Tutkijoiden mukaan etäisyys Cygnus X-1:een on 6050 valovuotta ±400 valovuotta. Lisäksi sinisen superjättiläisen massa on 19 kertaa Auringon massa ja itse röntgenlähde on 14,8 kertaa auringon massa.
Uusi massaarvo on paljon suurempi kuin kriittinen arvoraja, joka erottaa neutronitähden ja mustan aukon ("kuoleman" jälkeen suuri tähti voi muuttua yhdeksi näistä objekteista). Siten uusi työ tarjoaa todisteita siitä, että ensimmäinen musta aukko on todellakin yksi.
Supermassiiviset mustat aukot
Tutkijoiden tiedot osoittavat, että lisäksiTavallisia mustia aukkoja on ja supermassiivisia. Jokaisella niistä on miljoonia tai jopa miljardeja aurinkomassoja, ja ne piiloutuvat galaksien keskipisteisiin maailmankaikkeuden historian alusta lähtien.
Galaksimme keskellä sijaitsee supermassiivinen musta aukko alueella, joka tunnetaan nimellä Jousimies A.
(Kuvan luotto: ESA - C.Carreau)
NASAn mukaan mustia aukkoja on keskellägalakseja ympäröivät kertymislevyt, jotka lähettävät voimakasta säteilyä kaikilla valon aallonpituuksilla. Tiedemiehillä on näyttöä siitä, että yksi niistä - massiivinen ja kompakti esine Sgr A * (Jousimies A *) - sijaitsee Linnunradan keskustassa. Mitä lähempänä tähdet ovat, sitä enemmän ne pyörivät - jopa 8% valon nopeudesta. Linnunradan keskiosan mustan aukon arvioidaan olevan tällä hetkellä noin 4 miljoonaa auringon massaa.
Spagetti
Lisää todisteita mustien aukkojen olemassaolosta -tämä on spagetti. Tämän prosessin aikana mustan aukon valtava painovoima vetää esineen ohuiksi säikeiksi. Tämä tapahtuu yleensä tähdellä, joka on lähestynyt mustaa aukkoa. Lokakuussa 2020 tähtitieteilijät näkivät spagetin. He näkivät valon välähdyksen tähdestä, kun musta aukko repäisi sen erilleen. Se tapahtui galaksissa 215 miljoonan valovuoden päässä Maasta.
Ja lopuksi - suora kuva
Huhtikuussa 2019 tutkijat saivat kaikkien aikojen ensimmäisen suoran kuvan supermassiivisesta mustasta aukosta aktiivisen galaksin Messier 87 keskellä.
Syöttölevy
Tämä valokuva on otettu tähtitieteilijöiden avullaEvent Horizon -teleskooppi. Itse asiassa tämä ei ole yksi väline, vaan suuri teleskooppiverkosto, joka on hajallaan ympäri maailmaa. Valokuvassa näkyy selvästi 6,5 miljardin auringon mustan aukon tumma varjo ympäröivän kertymislevyn oranssia hehkua vasten.
Lukea Edelleen
Katso päivitettyjä F-15-hävittäjiä: ne kuljettavat 24 ilma-pinnalla ohjusta
Avaruusalus useiden kilometrien päässä: kaikki, mitä tiedetään Kiinan uudesta projektista
Vuoteen 2100 mennessä 95 prosenttia valtameristä on asumattomia
LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory) on laserinterferometrinen gravitaatioaaltojen observatorio.
Virgo on ranskalais-italialainen gravitaatioaaltojen ilmaisin, joka sijaitsee EGO: ssa (European Gravitational Observatory).