Forskere har i årevis studert et uvanlig kosmisk objekt som "fungerer" som et svart hull, ser ut som
Problemet er at dette objektet —hypotetisk. Forskere har ennå ikke vært i stand til å observere dem i verdensrommet. Hvorvidt disse mystiske gjenstandene virkelig eksisterer er et stort spørsmål. I en fersk studie kan imidlertid en fysiker fra India ha oppdaget en ny egenskap til Buchdahl-stjerner som kan hjelpe med å svare på dette spørsmålet.
Hvordan fungerer sorte hull?
Generelt er astronomer enige om detsorte hull eksisterer virkelig. Forskere observerer bevis på deres eksistens overalt (High-Tech skrev tidligere om hovedbeviset for deres eksistens).
En kunstners idé om nabolaget til et svart hull. Illustrasjon: ESO/L. Calcada
Astronomer forstår også hvordan svarte danneshull: dette er restene av den katastrofale gravitasjonskollapsen til massive stjerner. Når de dør, kan ingen kraft i naturen støtte deres egen vekt. Derfor fortsetter disse dødsdømte objektene å "presse seg selv" i det uendelige.
Døde stjerner
Imidlertid forstår forskerne ennå ikke hvordanen gjenstand kan krympe uten å bli til et svart hull. Astronomer vet allerede om eksistensen av hvite dverger, som "veier" som solen, men er på størrelse med jorden. Fysikere studerer også naturen til nøytronstjerner, som ytterligere komprimerer stjernens masse til størrelsen på en by. Men det er ukjent om det er en enda mindre gjenstand som klarte å unngå å bli et sort hull.
Stars of Buchdal
I 1959, tysk-australsk fysiker HansBuchdahl studerte hvordan en "ideell stjerne" (som er en ideell sfærisk klump av materie) kan oppføre seg hvis den komprimeres så mye som mulig. Etter hvert som materieklumpen ble mindre og mindre, økte tettheten til objektet, noe som gjorde gravitasjonsattraksjonen mer intens. Ved å bruke beregninger fra Einsteins generelle relativitetsteori fant Buchdahl en absolutt nedre grense for størrelsen på en «stjerne» som er så tett som mulig uten å bli til et sort hull. Den er lik 9/4 av massen til "stjernen" multiplisert med Newtons gravitasjonskonstant (G) og delt på lysets hastighet (299 792 458 m/s) i annen.
Dermed, takket være beregninger, mottok forskerenden tetteste gjenstanden i rommet. Men hvis du komprimerer det enda litt, vil Buchdahl-grensen bli overvunnet og stjernen vil bli et svart hull. Under denne verdien skal et objekt alltid bli et sort hull, i det minste i henhold til generell relativitet.
Hva fant forskeren ut?
Søk etter eksotiske gjenstander som er lokalisertved kanten av denne grensen, såkalte Buchdahl-stjerner, har blitt en populær jobb for både teoretikere og observatører, delte Paul M. Sutter, forskningsprofessor i astrofysikk ved SUNY Stony Brook University og York. I en ny studie kan Naresh Dadhich, en fysiker ved Inter-University Center for Astronomy and Astrophysics i Pune, India, ha oppdaget en overraskende egenskap slike kropper har. Han snakket om oppdagelsene sine i en artikkel publisert på preprint-serveren arXiv.org, som ennå ikke har blitt fagfellevurdert.
Illustrasjon: NASA
Dadhich, som navngir stjernene til Buchdahl"svarthullssimulatorer," studerte hva som skjer med energien til en hypotetisk stjerne når den begynner å kollapse til "grenseobjekter." Etter å ha gjort beregningene oppdaget han noe overraskende: Da stjernen nådde Buchdahl-grensen, var den totale kinetiske energien lik halvparten av den potensielle energien.
Dette forholdet gjelder for mangesituasjoner i astronomi når tyngdekraften er i balanse med andre. Dette betyr at Buchdahl-stjerner teoretisk kan eksistere som et stabilt objekt med allerede godt studerte egenskaper.
«Det sorte hullets hendelseshorisont blokkerer våren ide om hva som er inne i den. Men vi kan studere hva Buchdahl-stjerner er laget av. På denne måten kan vi forstå hvordan innsiden av et sort hull er», forklarer forfatteren av studien til Live Science.
Siste problem
Å finne Buchdahls stjerne er en annen sak.Til dags dato er det ingen kjent arrangement av materie som kan skape et slikt objekt. Men Dadichs forskning antyder hvordan det kan fungere. Mer forskning vil være nødvendig for å forstå hvilke andre egenskaper disse eksotiske gjenstandene har og hva de kan fortelle forskerne om sorte hull.
Les mer:
Blazar, som ble funnet for 20 år siden, viste seg å være et ekstremt objekt
TESS oppdaget en "ny jord": en steinplanet med vann er i den beboelige sonen
Se på konsekvensene av kollisjonen i 1181 av to stjerner