Một hình ảnh của khu vực trung tâm của thiên hà starburst M82. Tín dụng hình ảnh: NASA Bấm để phóng to
Các nhà khoa học sử dụng NASA Tim Rossi Timing Explorer đã tìm thấy một ngôi sao cam chịu quay quanh quỹ đạo có vẻ như là một lỗ đen cỡ trung bình? một loại lỗ đen được đưa ra theo lý thuyết của người Viking giữa lỗ đen đã lảng tránh sự xác nhận và làm các nhà khoa học nản lòng trong hơn một thập kỷ.
Với việc phát hiện ra ngôi sao và thời kỳ quỹ đạo của nó, các nhà khoa học giờ chỉ còn một bước nữa là đo khối lượng của một lỗ đen như vậy, một bước giúp xác minh sự tồn tại của nó. Thời kỳ và vị trí ngôi sao đã phù hợp với lý thuyết chính về cách các lỗ đen này có thể hình thành.
Một nhóm được dẫn dắt bởi Giáo sư Philip Kaaret của Đại học Iowa, Thành phố Iowa, đã công bố những kết quả này ngày hôm nay trên Science Express. Kết quả cũng sẽ xuất hiện trong số ra ngày 27 tháng 1 của Khoa học.
Kaaret cho biết, chúng tôi đã bắt được ngôi sao bình thường này trong một giai đoạn độc đáo trong quá trình tiến hóa của nó, đến cuối đời khi nó nở rộ thành một pha khổng lồ đỏ. Kết quả là, khí từ ngôi sao đang tràn vào lỗ đen, khiến cả vùng sáng lên. Đây là một khu vực được nghiên cứu kỹ lưỡng trên bầu trời và chúng tôi đã phát hiện ra ngôi sao này với một chút may mắn và rất nhiều sự kiên trì.
Lỗ đen là một vật thể rất dày đặc và với lực hấp dẫn mãnh liệt đến mức không gì, thậm chí không ánh sáng, có thể thoát khỏi lực kéo của nó một lần trong phạm vi ranh giới của nó. Một vùng lỗ đen trở nên hữu hình khi vật chất rơi về phía nó và nóng lên ở nhiệt độ cao. Ánh sáng này được phát ra trước khi vật chất đi qua biên giới, được gọi là chân trời sự kiện.
Thiên hà của chúng ta chứa đầy hàng triệu lỗ đen khối sao, mỗi lỗ có khối lượng của một vài mặt trời. Những hình thức từ sự sụp đổ của các ngôi sao rất lớn. Hầu hết các thiên hà sở hữu ở lõi của chúng một lỗ đen siêu lớn, chứa khối lượng từ hàng triệu đến hàng tỷ mặt trời bị giam hãm trong một khu vực không lớn hơn hệ mặt trời của chúng ta. Các nhà khoa học không biết làm thế nào những hình thức này, nhưng nó có thể kéo theo sự sụp đổ của một lượng lớn khí nguyên thủy.
Tiến sĩ Jean Swank, nhà khoa học dự án Rossi Explorer tại Trung tâm bay không gian Goddard của NASA, Greenbelt cho biết, trong thập kỷ vừa qua, một số vệ tinh đã tìm thấy bằng chứng về một loại lỗ đen mới. , Md. Triệu Đã có cuộc tranh luận về số đông và cách những lỗ đen này sẽ hình thành. Rossi đã cung cấp cái nhìn sâu sắc mới.
Những lỗ đen có khối lượng trung bình bị nghi ngờ này được gọi là các vật thể tia X siêu sáng vì chúng là nguồn tia X sáng. Trên thực tế, hầu hết các ước tính khối lượng lỗ đen này chỉ dựa trên tính toán mức độ hấp dẫn cần thiết để tạo ra ánh sáng có cường độ nhất định.
Nhóm Kaaret sườn tại Đại học Iowa, bao gồm Giáo sư Cornelia Lang và Melanie Simet, một sinh viên, đã thực hiện một phép đo có thể được sử dụng trong phương trình để tính trực tiếp khối lượng. Sử dụng vật lý Newton đơn giản, các nhà khoa học có thể tính toán một khối lượng vật thể một khi họ biết một chu kỳ quỹ đạo và vận tốc của các vật thể nhỏ hơn quay xung quanh nó.
Simet cho biết, chúng tôi đã tìm thấy sự tăng giảm của ánh sáng tia X cứ sau 62 ngày, có khả năng là do quỹ đạo của ngôi sao đồng hành xung quanh lỗ đen, Simet nói. Tuy nhiên, vận tốc sẽ khó xác định, vì ngôi sao nằm trong khu vực bị che khuất bởi bụi. Điều này khiến cho các kính viễn vọng quang học và hồng ngoại khó quan sát ngôi sao và thực hiện các phép tính vận tốc. Tuy nhiên, bây giờ, chỉ biết thời kỳ quỹ đạo là rất lộ liễu.?
Lỗ đen có khối lượng trung bình bị nghi ngờ, được gọi là M82 X-1, là một vật thể tia X siêu sáng được nghiên cứu kỹ lưỡng trong cụm sao gần đó chứa khoảng một triệu ngôi sao được đóng gói trong vùng chỉ khoảng 100 năm ánh sáng. Một lý thuyết hàng đầu cho rằng vô số các vụ va chạm sao trong một thời gian ngắn ở khu vực đông đúc sẽ tạo ra một ngôi sao khổng lồ tồn tại trong thời gian ngắn sụp đổ thành hố đen 1.000 khối lượng mặt trời. Cụm gần M82 X-1 có mật độ đủ cao để tạo thành một lỗ đen như vậy. Không một người bạn đồng hành bình thường nào có thể cung cấp đủ nhiên liệu để khiến M82 X-1 tỏa sáng rực rỡ như vậy. Nhưng thời kỳ quỹ đạo 62 ngày ngụ ý rằng người bạn đồng hành phải có mật độ rất thấp. Điều này phù hợp với kịch bản của một ngôi sao siêu khổng lồ cồng kềnh mất khối lượng với tốc độ đủ cao để cung cấp nhiên liệu cho M82 X-1.
Kaaret cho biết, với sự khám phá về thời kỳ quỹ đạo này, giờ đây chúng ta đã có một bức tranh nhất quán về toàn bộ quá trình tiến hóa của một nhị phân lỗ đen trung bình. Nó được hình thành trong một cụm sao siêu super; lỗ đen sau đó chiếm được một ngôi sao đồng hành; ngôi sao đồng hành tiến lên sân khấu khổng lồ; và bây giờ chúng ta thấy nó là một nguồn tia X cực kỳ phát sáng vì ngôi sao đồng hành đã mở rộng và đang cho ăn lỗ đen.
Nguồn gốc: NASA News Release
