Astrofizik krizde mi? UFO'nun keşfi her şeyi değiştirebilir

Gökbilimciler, sınıflandırmaya meydan okuyan, belki de bilinen fiziğin sınırında yeni bir tür kozmik varlığı ortaya çıkaran bir gök cismi keşfettiler.

Bazen gökbilimciler gökyüzünde kolayca açıklayamadığımız nesnelerle karşılaşırlar. Yeni araştırmamızda, yayınlanan içinde Bilimlertartışma ve spekülasyonlara yol açması muhtemel böyle bir keşfi bildiriyoruz.

Nötron yıldızları evrendeki en yoğun nesnelerden bazılarıdır. Bir atomun çekirdeği kadar kompakt ama bir şehir kadar büyük olan bu yapı, nihai maddeye dair anlayışımızın sınırlarını aşar. Bir nötron yıldızı ne kadar ağırsa, sonunda daha yoğun bir şeye, yani bir kara deliğe dönüşme olasılığı da o kadar yüksektir.

Devasa eşlik eden yıldızın bir kara delik olduğunu varsayan sistemin bir sanatçı tarafından çizimi. Arka plandaki en parlak yıldız, yörüngedeki arkadaşı radyo pulsarı PSR J0514-4002E'dir. İki yıldız arasında 8 milyon kilometrelik bir mesafe var ve her 7 günde bir birbirlerinin etrafında dönüyorlar. Kredi bilgileri: Daniel Futselaar (artsource.nl)

Anlayışın sınırı: nötron yıldızları ve kara delikler

Bu astrofiziksel nesneler o kadar yoğun ve yerçekimi o kadar güçlü ki, çekirdekleri – her ne olursa olsun – olay ufukları (hiçbir ışığın kaçamayacağı tamamen karanlık yüzeyler) tarafından evrenden kalıcı olarak örtülüyor.

Nötron yıldızları ile kara delikler arasındaki dönüm noktasındaki fiziği anlamak istiyorsak, bu sınırlardaki nesneleri bulmalıyız. Özellikle uzun süreler boyunca hassas ölçümler yapabileceğimiz nesneleri bulmalıyız. Ve tam olarak bulduğumuz şey de bu; açıkça A olmayan bir nesne Nötron yıldızı ne de Kara delik.

NGC 1851 küresel kümesinin Hubble Uzay Teleskobu görüntüsü. Görüntü kaynağı: NASA, ESA ve G. Piotto (Università degli Studi di Padova); İşleyici: Gladys Cooper (NASA/Amerika Katolik Üniversitesi)

NGC 1851'de kozmik bir dans

Bu, yıldız kümesinin derinliklerine bakarken oldu NGC 1851 Bir çift yıldız gibi görünen şeyi keşfetmiş olmamız, evrendeki maddenin en uç sınırlarına dair yeni bir bakış açısı sağlıyor. Sistem bir milisaniyeden oluşur PulsarDönerken evren boyunca radyo ışığı ışınlarını tarayan, hızla dönen bir nötron yıldızı türüdür ve bilinmeyen bir yapıya sahip devasa, gizli bir nesnedir.

Devasa nesne karanlıktır, bu da radyodan ışık bantlarına, X ışınlarına ve gama ışınlarına kadar tüm ışık frekanslarında görünmez olduğu anlamına gelir. Diğer durumlarda bu, çalışmayı imkansız hale getirir, ancak milisaniyelik pulsarın yardımımıza geldiği yer burasıdır.

Milisaniye pulsarları kozmik atom saatleri gibidir. Dönüşleri inanılmaz derecede kararlıdır ve ürettikleri düzenli radyo darbesi tespit edilerek doğru bir şekilde ölçülebilir. Her ne kadar doğası gereği sabit olsa da gözlemlenen dönüş, pulsar hareket halindeyken veya sinyali güçlü bir yerçekimi alanından etkilendiğinde değişir. Bu değişiklikleri gözlemleyerek pulsarların yörüngelerindeki nesnelerin özelliklerini ölçebiliriz.

Ekip, Güney Afrika'nın yarı çöl Karoo bölgesinde bulunan hassas radyo teleskopu MeerKAT'ı kullandı. 1 kredi

MeerKAT ile gizemi açığa çıkarın

Uluslararası gökbilimcilerden oluşan ekibimizden yararlandık Meerkat radyo teleskopu Güney Afrika'da bu tür gözlemlerin yapılabilmesi için NGC 1851E olarak adlandırılan sistem kullanılıyor.

Bu, iki nesnenin yörüngelerini tam olarak detaylandırmamıza olanak tanıdı ve en yakın yaklaşma noktalarının zamanla değiştiğini gösterdi. Bu değişiklikler şu şekilde açıklanmaktadır: Einstein'ın görelilik teorisi Değişimin hızı bize sistemdeki nesnelerin toplam kütlesini anlatır.

Gözlemlerimiz, NGC 1851E sisteminin Güneşimizden yaklaşık dört kat daha ağır olduğunu ve karanlık yoldaşın tıpkı bir pulsar gibi kompakt bir nesne olduğunu, normal bir yıldızdan çok daha yoğun olduğunu ortaya çıkardı. En büyük nötron yıldızları Güneş'in kütlesinin yaklaşık iki katı ağırlığındadır; dolayısıyla eğer bu bir çift nötron yıldız sistemiyse (iyi bilinen ve iyi çalışılmış sistemler), şimdiye kadar keşfedilen en ağır nötron yıldızlarından ikisini içermesi gerekir.

Yoldaşın doğasını ortaya çıkarmak için yıldızlararası sistemde kütlenin nasıl dağıldığını anlamamız gerekecek. Yine Einstein'ın genel göreliliğini kullanarak sistemi ayrıntılı bir şekilde modelleyebiliriz ve yoldaşın kütlesinin Güneş'in kütlesinin 2,09 ile 2,71 katı arasında olduğunu bulabiliriz.

Arkadaşın kütlesi, yaklaşık 2,2 güneş kütlesi kadar bir kütleye sahip olduğu düşünülen mümkün olan en ağır nötron yıldızları ile yıldızların çökmesinden oluşabilecek en hafif kara delikler arasında kalan “kara delik kütle boşluğu” dahilindedir. yaklaşık 5 güneş kütlesi kadardır. Bu boşluktaki nesnelerin doğası ve bileşimi astrofizikte önemli bir sorudur.

Potansiyel adaylar

Peki o zaman tam olarak ne bulduk?

Radyo pulsarı NGC 1851E ve onun tuhaf yoldaş yıldızının olası oluşum tarihi. Kredi bilgileri: Thomas Torres (Aalborg Üniversitesi/MPIfR)

Çekici bir olasılık, iki nötron yıldızının birleşmesinden (çarpışmasından) kalanların etrafında dönen bir pulsar keşfetmiş olmamızdır. Bu olağandışı konfigürasyon, NGC 1851'deki yıldızların yoğun paketlenmesiyle mümkün olmuştur.

Bu kalabalık dans pistinde yıldızlar birbirlerinin etrafında dönecek ve sonsuz bir vals yaparak eş değiştirecekler. Eğer iki nötron yıldızı birbirine çok yakın fırlatılırsa dansları felaketle sonuçlanır.

Çarpışmaları sonucu oluşan ve çöken yıldızların oluşturduğu kara deliklerden çok daha hafif olabilen kara delik, vals yapan başka bir çift dansçı bulana kadar kümenin içinde serbestçe dolaşabilir ve daha hafif olan partneri kovalayarak küstahça içeri girer. Tedavide. Bugün gözlemlediğimiz sisteme yol açabilecek şey, işte bu çarpışma ve değişim mekanizmasıdır.

Çabalamaya devam et

Bu sistemle işimiz henüz bitmedi. Arkadaşın gerçek doğasını kesin olarak belirlemek ve en hafif kara deliği mi yoksa en büyük nötron yıldızını mı keşfettiğimizi ya da belki ikisini birden mi keşfettiğimizi ortaya çıkarmak için çalışmalar halihazırda sürüyor.

Nötron yıldızları ile kara delikler arasındaki sınırda, her zaman yeni, henüz bilinmeyen astrofiziksel nesnelerin olasılığı vardır.

Bu keşfin ardından pek çok spekülasyonun geleceği kesindir, ancak zaten açık olan şey, bu sistemin, evrendeki en ekstrem ortamlarda maddeye gerçekte ne olduğunun anlaşılması konusunda çok büyük umut vaat ettiğidir.

tarafından yazılmıştır:

• Ewan D. Barr – MeerKAT (TRAPUM), Max Planck Radyo Astronomi Enstitüsü ile işbirliği içinde Geçiş Yapan Yıldızlar ve Pulsarlar Proje Bilimcisi
• Arunima Dutta – Max Planck Radyo Astronomi Enstitüsü, Radyo Astronomide Temel Fizik Araştırma Bölümünde doktora adayı
• Benjamin Stubbers – Astrofizik Profesörü, Manchester Üniversitesi

Orijinal olarak yayınlanan bir makaleden uyarlanmıştır. Konuşma.