Tiedemiehet ovat tutkineet vuosia epätavallista kosmista objektia, joka "toimii" kuin musta aukko, näyttää tältä
Ongelmana on, että tämä objekti -hypoteettinen. Tiedemiehet eivät ole vielä pystyneet havaitsemaan niitä avaruudessa. On suuri kysymys, ovatko nämä salaperäiset esineet todella olemassa. Äskettäisessä tutkimuksessa intialainen fyysikko on kuitenkin saattanut löytää Buchdahl-tähtien uuden ominaisuuden, joka voi auttaa vastaamaan tähän kysymykseen.
Kuinka mustat aukot "toimivat"?
Yleisesti ottaen tähtitieteilijät ovat samaa mieltämustia aukkoja on todella olemassa. Tiedemiehet tarkkailevat todisteita niiden olemassaolosta kaikkialla (High-Tech kirjoitti aiemmin tärkeimmistä todisteista heidän olemassaolostaan).
Taiteilijan idea mustan aukon naapurustosta. Kuva: ESO/L. Calcada
Tähtitieteilijät ymmärtävät myös kuinka mustat muodostuvatreiät: nämä ovat massiivisten tähtien katastrofaalisen painovoiman romahtamisen jäänteitä. Kun he kuolevat, mikään luonnonvoima ei kestä heidän omaa painoaan. Siksi nämä tuhoon tuomitut esineet jatkavat "painamista" loputtomiin.
Kuolleet tähdet
Tiedemiehet eivät kuitenkaan vielä ymmärrä, mitenesine voi kutistua muuttumatta mustaksi aukoksi. Tähtitieteilijät tietävät jo valkoisten kääpiöiden olemassaolosta, jotka "painoavat" kuin aurinko, mutta ovat Maan kokoisia. Fyysikot tutkivat myös neutronitähtien luonnetta, jotka edelleen puristavat tähden massan kaupungin kokoiseksi. Mutta ei tiedetä, onko olemassa vielä pienempi esine, joka onnistui välttämään mustan aukon muodostumisen.
Buchdalin tähdet
Vuonna 1959 saksalais-australialainen fyysikko HansBuchdahl tutki, kuinka "ihanteellinen tähti" (joka on ihanteellinen pallomainen ainerykelmä) voi käyttäytyä, jos se puristetaan mahdollisimman paljon. Kun ainerykelmä pieneni ja pieneni, kohteen tiheys kasvoi, mikä teki gravitaatiosta voimakkaamman. Käyttämällä Einsteinin yleisen suhteellisuusteorian laskelmia Buchdahl löysi "tähdelle" absoluuttisen alarajan, joka on mahdollisimman tiheä muuttumatta mustaksi aukoksi. Se on yhtä suuri kuin 9/4 "tähden" massasta kerrottuna Newtonin gravitaatiovakiolla (G) ja jaettuna valonnopeuden (299 792 458 m/s) neliöllä.
Joten laskelmien ansiosta tiedemies saiavaruuden tihein esine. Mutta jos puristat sitä edes vähän, niin Buchdahlin raja ylittyy ja tähdestä tulee musta aukko. Tämän arvon alapuolella esineestä tulisi aina tulla musta aukko, ainakin yleisen suhteellisuusteorian mukaan.
Mitä tiedemies sai selville?
Etsi eksoottisia esineitä, jotka sijaitsevatTämän rajan reunalla, niin kutsutuista Buchdahl-tähdistä, on tullut suosittu harrastus sekä teoreetikkojen että tarkkailijoiden keskuudessa, kertoi SUNY Stony Brookin yliopiston ja New Flatiron Instituten astrofysiikan tutkijaprofessori Paul M. Sutter York. Uudessa tutkimuksessa Naresh Dadhich, fyysikko Inter-University Center for Astronomy and Astrophysics Punessa, Intiassa, on saattanut löytää yllättävän ominaisuuden, joka tällaisilla kappaleilla on. Hän puhui löydöistään artikkelissa, joka julkaistiin preprint-palvelimella arXiv.org, jota ei ole vielä arvioitu vertaisarvioinnissa.
Kuva: NASA
Dadhich, joka nimeää Buchdahlin tähdet"mustan aukon simulaattorit" tutkivat, mitä tapahtuu hypoteettisen tähden energialle, kun se alkaa romahtaa "rajaobjekteiksi". Tehtyään laskelmia hän havaitsi jotain yllättävää: kun tähti saavutti Buchdahlin rajan, kokonaiskineettinen energia oli yhtä suuri kuin puolet potentiaalienergiasta.
Tämä suhde koskee moniatähtitieteen tilanteet, joissa painovoima on tasapainossa muiden kanssa. Tämä tarkoittaa, että teoriassa Buchdahl-tähdet voivat olla vakaana kohteena, jolla on jo hyvin tutkittuja ominaisuuksia.
"Mustan aukon tapahtumahorisontti estää meitäkäsitys siitä, mitä sen sisällä on. Mutta voimme tutkia, mistä Buchdahl-tähdet on tehty. Näin voimme ymmärtää, millainen mustan aukon sisäpuoli on”, kertoo tutkimuksen kirjoittaja Live Sciencelle.
Viimeinen ongelma
Buchdahlin tähden löytäminen on toinen asia.Tähän mennessä ei ole tunnettua aineen järjestelyä, joka voisi luoda tällaisen objektin. Mutta Dadichin tutkimus ehdottaa, kuinka se voisi toimia. Lisää tutkimusta tarvitaan ymmärtääkseen, mitä muita ominaisuuksia näillä eksoottisilla esineillä on ja mitä ne voivat kertoa tutkijoille mustista aukoista.
Lue lisää:
Blazar, joka löydettiin 20 vuotta sitten, osoittautui äärimmäiseksi esineeksi
TESS löysi "uuden maan": kiviplaneetta, jossa on vettä, on asuttavalla alueella
Katso seurauksia kahden tähden törmäyksestä vuonna 1181