Οι αστρονόμοι πιστεύουν ότι βρήκαν την πρώτη ελεύθερα επιπλέουσα μαύρη τρύπα
Οι αστρονόμοι έχουν βρει πάρα πολλές μαύρες τρύπες, τόσο στην καρδιά άλλων γαλαξιών όσο και στον δικό μας – έχουν φωτογραφήσει ακόμη και δύο από αυτές. Ωστόσο, σε κάθε περίπτωση, αυτό επιτεύχθηκε επειδή, ενώ η ίδια η τρύπα ήταν μαύρη, επηρέασε τα κοντινά αντικείμενα, είτε ακτινοβολώντας ακτίνες Χ καθώς κατανάλωνε υλικό είτε ένα αστέρι συνεργάτη σε τροχιά. Ένας νέος ύποπτος, ωστόσο, δεν τρέφεται και δεν έχει συνοδό αστέρι με τον οποίο να χορέψει.
Όταν η βαρυτική δύναμη παραμορφώνει τον χωροχρόνο, προκαλεί το φως να κάμπτεται γύρω του, ενεργώντας σαν φακός. Αυτό το χαρακτηριστικό έχει χρησιμοποιηθεί για τη βελτίωση της ικανότητάς μας να βλέπουμε μακρινούς γαλαξίες και να ανιχνεύουμε την παρουσία πλανητών καθώς προκαλούν προσωρινή λάμψη σε πιο μακρινά αστέρια καθώς περνούν μπροστά.
Ωστόσο, όταν δύο τηλεσκόπια που σάρωναν τον Γαλαξία μας αναζητώντας αυτού του είδους τα φωτεινά γεγονότα (γνωστά ως μικροφακοί) πήραν ένα παράδειγμα γνωστό ως OB110462 το 2011, το φαινόμενο ήταν πολύ μεγάλο για να προκληθεί από έναν πλανήτη. Αυτό είναι ένα πράγμα στο οποίο συμφωνούν οι ανταγωνιστικές εργασίες που δημοσιεύτηκαν στο The Astrophysical Journal.
Η φοιτήτρια διδακτορικού από το Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια, Μπέρκλεϋ, Κέισι Λαμ και η επιβλέπουσα της Δρ Τζέσικα Λου υπολογίζουν τη μάζα του αντικειμένου μεταξύ 1,6 και 4,4 φορές τη μάζα του Ήλιου σε μια προεκτύπωση που είναι διαθέσιμη στο ArXiv.org. Μια ομάδα με επικεφαλής τον Δρ Kailash Sahu του Επιστημονικού Ινστιτούτου του Διαστημικού Τηλεσκοπίου χρησιμοποίησε τα ίδια δεδομένα για να φτάσει σε εκτίμηση 7,1 ηλιακών μαζών στο άλλο έγγραφο.
Κανένας από τους δύο δεν θα μπορούσε να είναι πλανήτης, και η μάζα είναι πολύ συγκεντρωμένη για να είναι ένα σύννεφο αερίου. Ένα συνηθισμένο αστέρι με τόσο υλικό θα ήταν εύκολα αρκετά φωτεινό για να το δει, αφήνοντας δύο επιλογές – ένα αστέρι νετρονίων ή μια μαύρη τρύπα.
Η διαχωριστική γραμμή μεταξύ αυτών των δύο τελικών μοιραίων για μεγάλα αστέρια πιστεύεται ότι είναι 2,2 ηλιακές μάζες. Περισσότερο από αυτό και έχετε μια μαύρη τρύπα, η πίεση νετρονίων αποτρέπει την πλήρη κατάρρευση, αφήνοντας ένα αστέρι νετρονίων. Κατά συνέπεια, το εύρος εκτίμησης του Lam επιτρέπει και τα δύο ως πιθανότητες, αλλά καθιστά πιο πιθανή μια μαύρη τρύπα, ενώ (όπως αναφέραμε προηγουμένως) η εικόνα του Salu απαιτεί ξεκάθαρα μια μαύρη τρύπα.
Είτε έτσι είτε αλλιώς, η ανακάλυψη θα αντιπροσώπευε το πρώτο παράδειγμα ενός πυκνού αστρικού υπολείμματος χωρίς συνοδό αστέρι. "Με μικροφακούς, είμαστε σε θέση να ανιχνεύσουμε αυτά τα μοναχικά, συμπαγή αντικείμενα και να τα ζυγίσουμε. Νομίζω ότι έχουμε ανοίξει ένα νέο παράθυρο σε αυτά τα σκοτεινά αντικείμενα, τα οποία δεν φαίνονται με άλλο τρόπο." είπε ο Λου σε δήλωσή του.
Η έρευνα του Λαμ έδειξε άλλα τέσσερα συμβάντα μικροφακών που αφορούσαν μάζες πολύ μικρές για να είναι μαύρες τρύπες, με δύο από αυτά σε μια σειρά που θα μπορούσαν να είναι αστέρια νετρονίων, αν και είναι επίσης πιθανοί βαρείς λευκοί νάνοι.
Οι αστρονόμοι επιθυμούν να πάρουν αρκετά δείγματα σόλο αστρικών υπολειμμάτων για να εκτιμήσουν τον γαλαξιακό πληθυσμό τους. Αυτό θα κάνει πιθανές θεωρίες δοκιμών σχετικά με το ποσοστό των αστεριών που συναντούν αυτή τη μοίρα. Θα ανοίξει επίσης την πόρτα για την εξερεύνηση της ιδέας ότι μερικές μαύρες τρύπες με μάζες σαν αυτές δεν είναι από αστρική κατάρρευση, αλλά έχουν απομείνει από τη Μεγάλη Έκρηξη.
Έρευνες μικροφακού σε μέρη του ουρανού με υψηλή πυκνότητα αστεριών αποκαλύπτουν περίπου 2.000 συμβάντα μικροφακού κάθε χρόνο. Τα περισσότερα, ωστόσο, περιλαμβάνουν ένα αστέρι που περνάει μπροστά από ένα άλλο. Η μελέτη όλων αυτών με την ελπίδα του εντοπισμού εκείνων που προκαλούνται από τις μαύρες τρύπες θα ήταν ένα τεράστιο έργο, έτσι ο Lam επικεντρώθηκε σε εκείνες που κράτησαν περισσότερο, αφού κατέληξε στο συμπέρασμα ότι είναι πιο πιθανό να περιλαμβάνουν μαύρες τρύπες. Το OB110462 διήρκεσε δύο χρόνια – εξαιρετικό σε έναν τομέα όπου τα περισσότερα συμβάντα διαρκούν ημέρες ή εβδομάδες.
Το OB110462 παρατηρήθηκε τόσο από το Πείραμα Οπτικού Βαρυτικού Φακού (OGLE) όσο και από τις Παρατηρήσεις Μικροφακών στην Αστροφυσική (MOA). Επιπλέον, το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble παρείχε δεδομένα παρακολούθησης που αποκάλυψαν ότι το αστέρι που λάμβανε ο φακός του OB110462 εξακολουθεί να εμφανίζεται μακριά από την πραγματική του θέση δέκα χρόνια αργότερα, χάρη στην παρατεταμένη βαρυτική παραμόρφωση. Αν και οι γραμμές σφάλματος για τα δεδομένα Hubble είναι ευρείες, εξακολουθούν να παρέχουν αρκετή καθοδήγηση για την εκτίμηση της απόστασης και της μάζας του OB110462.
Ένα τρίτο έγγραφο που δεν έχει ακόμη δημοσιευθεί χρησιμοποιεί τα συμπεράσματα από τα δύο πρώτα για να υποστηρίξει ότι ενώ το OB110462 επιπλέει ελεύθερα σήμερα, ήταν κάποτε μέρος ενός δυαδικού ζεύγους αστεριών.
