Körülbelül 16 000 fényévnyire van a Földtől a csillagok millióinak gömb alakú gömbje, amely az univerzum korai éveire nyúlik vissza. Ez a sűrű klaszter, a 47 Tucanae nevű, körülbelül 200 fényév sugarú, és az egyik legfényesebb klaszter az éjszakai égbolton. A 47 Tucanae belsejében az intenzív gravitációs erők csillagokat rendeztek az idő múlásával, és kevésbé sűrű csillagokat toltak a külsőre, és egy nagyon sűrű belső magot hoztak létre, amely ellenáll a külső vizsgálatnak.
kapcsolodo tartalom
- Be tudsz ütni egy fekete lyukba?
- A tudósok még két ősi fekete lyuk ütközését hallják
- A szupermasszív fekete lyukak gyakoribbak lehetnek, mint ahogy azt korábban gondoltam
- A régi, sűrű csillagfürtök lehetnek a helyek, ahol összetett idegen életet kell keresni
"A gömbös klaszterek tanulmányozása hírhedten kihívást jelent" - mondja Bülent Kiziltan, a Harvard-Smithsonian Asztrofizikai Központ asztrofizikusa. Olyan sok csillag van csomagolva egymás mellett, mondja, hogy a sugárzás megragadása az egyik közepéből szinte lehetetlen. Tehát, bár a tudósok régóta gyanították, hogy a 47 Tucanae középen fekete lyuk található, mint sok más gömbös klaszterben, nem tudták bebizonyítani.
Most, a tegnapi, a Nature folyóiratban közzétett tanulmányban Kiziltan és kollégái segítették a 47 Tucanae szívét bepillantani a közepes méretű fekete lyukak új osztályának az elsőbe.
Nevük ellenére a fekete lyukak valójában nem olyan feketeek - mondja Kiziltan. Mivel a csillagok elég szerencsétlenül szétszakítanak ahhoz, hogy belevonuljanak a vonzásba, mondja, fényes, forró gázokból álló lemez képeznek körülöttük, amelyet akkreditációs korongnak neveznek. A fekete lyukak nem engedik el a látható fényt, de általában röntgen-sugárzást bocsátanak ki, mivel ezeket a gázokat fogyasztják. A 47 Tucanae azonban olyan sűrű, hogy középpontjában nem maradt gáz, hogy a fekete lyuk elfogyjon.
Kiziltan egy másik furcsa típusú űrobjektumban - a pulzárokban - felhasználta tapasztalatait, hogy megkíséreljen egy új módszert ezen megfoghatatlan típusú fekete lyukak felismerésére.
A pulzárok "olyan platformot biztosítanak nekünk, amelyet felhasználhatunk a környezet nagyon apró változásainak tanulmányozására" - mondja Kiziltan. Ezek a csillagok, amelyek nagyon rendszeres időközönként sugárzási "impulzusokat" bocsátanak ki, referenciapontokként használhatók a kozmikus képződmények, beleértve a gömb alakú klasztereket is, feltérképezésére; Kiziltan "kozmikus atomórákhoz" hasonlítja őket.
Két tucat pulzátorral a 47 Tucanae szélén, mint útmutatók, Kiziltan és csapata képesek voltak szimulációkat készíteni arról, hogy a gömb alakú klaszter hogyan alakult ki az idő múlásával, és különösképpen arról, hogy a sűrűbb és kevésbé sűrű csillagok miként rendezték magukat mai helyzetükbe.
Ezek a szimulációk hatalmas feladatok voltak - mondja Kiziltan, megközelítőleg hat-kilenc hónapot igényel a rendkívül nagy teljesítményű számítógépeknél is. Ezért nem volt izgalom, mondja, amikor a Nature recenzensei további szimulációkat kértek, amelyek további egy évig tartottak.
De ez az erőfeszítés megérte, mondja Kiziltan, mert soha nem látott példához vezetett: egy fekete lyuk első felfedezéséhez egy gömbös klaszterben. Számos szimuláció futtatása után, azt mondja, az egyetlen lehetséges forgatókönyv, amely a mai 47. Tucanae fejlődéséhez vezethet, egy fekete lyuk jelentette a globális klaszter sűrű, gázmentes központjában. Ez a fekete lyuk korábban nem figyelembe vett környezete új helyeket nyit a kereséshez - mondja Kiziltan.
"Csak el lehet képzelni, mi rejtőzik más globális klaszterek központjában" - mondja Kiziltan.
Kiziltan megjegyzi, hogy az izgalmas az is, hogy a fekete lyuk milyen nagyságú volt a szimulációiban. Eddig a tudósok többnyire találtak kis fekete lyukakat (azok nagyjából azoknak a csillagoknak a nagysága, amelyek összeomlottak, hogy képezzék őket) és a szupermasszív fekete lyukakat (ezek több ezerszer nagyobbak, mint a Napunk). A közepes méretű fekete lyukak többnyire elkerülik a tudósokat - bár nem a próbálkozás hiánya miatt.
A Tucanae 47 közepén előrejelzett fekete lyuk ebbe a ritka középtérbe esik, mondja Kiziltan. A potenciális fekete lyuk további vizsgálata új betekintést nyújthat arról, hogy miként és miért alakulnak ki ezek a nagyrészt ismeretlen típusú fekete lyukak.
Talán még a felfedezéseknél is fontosabb, hogy Kiziltan és csapata hogyan érkezett rájuk. Kiziltan és munkatársai egy matematikai elméletre támaszkodtak, amelyet az 1950-es években két amerikai kriptográfus fejlesztett ki, hogy segítsen feltérképezni a csillagok valószínű eloszlását 47 Tucanae-ban. "Ezt a matematikai módszert fejlesztették ki, hogy hiányos információkat gyűjtsenek össze, hogy megnézze a nagyobb képet" - mondja Kiziltan.
Kiziltan azon dolgozik, hogy finomítsa az új megközelítésüket, és ezt az új módszert használja a csillagok más populációinak a korábban nem látott fekete lyukak megnézésére. Erőteljes új tudományos számítógépek és egyéb eszközök, amelyek az elkövetkező években online elérhetővé válnak, segít abban a küldetésben - mondja.
"Sok dolgot tettünk először ebben a munkában" - mondja Kiziltan. Ugyanakkor: „Még mindig nagyon sok dolgot kell tenni.”
