Hogyan fog a NASA római küldetése ősi fekete lyukak után vadászni | EatchbQ

Hogyan fog a NASA római küldetése ősi fekete lyukak után vadászni

Ezt a cikket a Science X’s szerint felülvizsgálták szerkesztési folyamat
és irányelveket.
Szerkesztők a következő jellemzőket hangsúlyozta, és egyben biztosította a tartalom hitelességét:

tényekkel ellenőrzött

lektorált kiadvány

megbízható forrás

lektorált


Stephen Hawking elmélete szerint a fekete lyukak lassan zsugorodhatnak, ahogy a sugárzás kiszökik. A ma Hawking-sugárzásnak nevezett sugárzás lassú szivárgása idővel a fekete lyuk egyszerűen elpárologtatását okozza. Ez az infografika a becsült élettartamot és eseményhorizontot mutatja – azt a pontot, amelyen túl a beeső tárgyak nem tudnak kiszabadulni a fekete lyuk gravitációs szorításából – a különböző méretű fekete lyukak átmérőit. Köszönetnyilvánítás: a NASA Goddard Űrrepülési Központja

× Bezárás


Stephen Hawking elmélete szerint a fekete lyukak lassan zsugorodhatnak, ahogy a sugárzás kiszökik. A ma Hawking-sugárzásnak nevezett sugárzás lassú szivárgása idővel a fekete lyuk egyszerűen elpárologtatását okozza. Ez az infografika a becsült élettartamot és eseményhorizontot mutatja – azt a pontot, amelyen túl a beeső tárgyak nem tudnak kiszabadulni a fekete lyuk gravitációs szorításából – a különböző méretű fekete lyukak átmérőit. Köszönetnyilvánítás: a NASA Goddard Űrrepülési Központja

A csillagászok a Nap tömegének néhányszorosától több tízmilliárdig terjedő fekete lyukakat fedeztek fel. Most tudósok egy csoportja azt jósolta, hogy a NASA Nancy Grace római űrteleszkópja olyan “pehelysúlyú” fekete lyukakat találhat, amelyek eddig elkerülték az észlelést.

Ma fekete lyukak akkor keletkeznek, amikor egy hatalmas csillag összeomlik, vagy amikor hatalmas objektumok egyesülnek. A tudósok azonban azt gyanítják, hogy a korai univerzum első kaotikus pillanataiban kialakulhattak kisebb “ős” fekete lyukak, köztük néhány a Földéhez hasonló tömegű.

“A Földtömegű ősfekete lyukak populációjának felfedezése hihetetlen lépés lenne mind a csillagászat, mind a részecskefizika számára, mivel ezek az objektumok semmilyen ismert fizikai folyamattal nem jöhetnek létre” – mondta William DeRocco, a Santa Cruz-i Kaliforniai Egyetem posztdoktori munkatársa. nyomozást vezetett, hogy Roman hogyan fedhetné fel őket.

Készült egy papír, amely leírja az eredményeket közzétett a folyóiratban Fizikai vizsgálat D. – Ha megtaláljuk őket, az felrázza az elméleti fizikát.

Primordial Black Hole Recept

A ma keletkező legkisebb fekete lyukak akkor születnek, amikor egy hatalmas csillagból kifogy az üzemanyag. Kifelé irányuló nyomása csökken, ahogy a magfúzió lelassul, így a befelé irányuló gravitáció nyeri a kötélhúzást. A csillag összehúzódik, és olyan sűrűvé válhat, hogy fekete lyukká válik.

De minimális tömeg szükséges: legalább nyolcszorosa a mi napunk tömegének. A világosabb csillagok fehér törpék vagy neutroncsillagokká válnak.

A korai univerzum körülményei azonban sokkal könnyebben lehetővé tették a fekete lyukak kialakulását. A Föld tömegét mérő ember eseményhorizontja – vagyis az a pont, ahonnan nincs visszatérés a beeső tárgyak számára – körülbelül akkora, mint egy amerikai fillér.


művészkoncepciója ötletes megközelítést alkalmaz az apró ősfekete lyukak elképzeléséhez. A valóságban az ilyen kis fekete lyukaknak nehézséget okozna az akkréciós korongok kialakítása, amelyek itt láthatóvá teszik őket. Köszönetnyilvánítás: a NASA Goddard Űrrepülési Központja

Ahogy az univerzum megszületett, a tudósok úgy vélik, hogy egy rövid, de intenzív fázison ment át, amelyet inflációnak neveznek, amikor a világűr a fénysebességnél gyorsabban tágul. Ilyen különleges körülmények között a környezetüknél sűrűbb régiók összeomlhattak, és kis tömegű fekete lyukakat képeztek.

Míg az elmélet azt jósolja, hogy a legkisebbnek el kell párolognia, mielőtt az univerzum elérné jelenlegi korát, a Földhöz hasonló tömegűek életben maradhattak volna.

Ezeknek az apró tárgyaknak a felfedezése óriási hatással lenne a fizikára és a csillagászatra.

“Ez mindenre hatással lenne, a galaxisok kialakulásától az univerzum sötétanyag-tartalmán át a kozmikus történelemig” – mondta Kailash Sahu, a baltimore-i Space Telescope Science Institute csillagásza, aki nem vett részt a tanulmányban. “A személyazonosságuk megerősítése kemény munka lesz, és a csillagászoknak sok meggyőzésre lesz szükségük, de megérné.”

Tippek a rejtett háziemberekről

A megfigyelések már utaltak arra, hogy ilyen objektumok rejtőzhetnek galaxisunkban. Az ősfekete lyukak láthatatlanok lennének, de a téridő ráncai segítettek összegyűjteni néhány lehetséges gyanúsítottat.

A mikrolencsés megfigyelési hatás azért következik be, mert a tömeg jelenléte eltorzítja a téridő szövetét, hasonlóan ahhoz a lenyomathoz, amelyet a bowlinglabda trambulinra állít. Amikor úgy tűnik, hogy egy közbenső objektum egy háttércsillag közelébe sodródik a mi nézőpontunkból, a csillag fényének át kell haladnia az objektum körüli elvetemült téridőn. Ha az igazítás különösen közel van, a tárgy természetes lencseként működhet, fókuszálva és felerősítve a háttércsillag fényét.

A MOA (Microlensing Observations in Astrophysics) – az új-zélandi Mount John Egyetem Obszervatóriuma segítségével mikrolencsés megfigyeléseket végző együttműködés – és az OGLE (az Optical Gravitational Lensing Experiment) adatait használó csillagászcsoportok váratlanul nagy, elszigetelt földtömegű populációt találtak. tárgyakat.

A bolygókeletkezés és az evolúciós elméletek a szélhámos bolygók bizonyos tömegét és bőségét jósolják – olyan világok, amelyek egy csillaghoz kötve járják a galaxist. A MOA és OGLE megfigyelések arra utalnak, hogy több földtömegű objektum sodródik át a galaxisban, mint amennyit a modellek előre jeleznek.

“Nincs mód a földtömegű fekete lyukak és a szélhámos bolygók közötti különbségtételre eseti alapon” – mondta DeRocco. A tudósok azonban arra számítanak, hogy Roman tízszer annyi tárgyat talál ebben a tömegtartományban, mint a földi teleszkópok. “A regény rendkívül erős lesz a kettő közötti statisztikai különbségtételben.”

DeRocco arra törekedett, hogy meghatározza, hány szélhámos bolygónak kell lennie ebben a tömegtartományban, és hány ősfekete lyukat tud köztük felismerni Roman.

Az ősfekete lyukak megtalálása új információkat tárna fel a nagyon korai univerzumról, és határozottan azt sugallná, hogy valóban bekövetkezett az infláció korai időszaka. Ez megmagyarázhatja a titokzatos sötét anyag egy kis százalékát is, amely a tudósok szerint világegyetemünk tömegének nagy részét alkotja, de eddig nem tudták azonosítani.

“Ez egy izgalmas példája annak, amit a további tudósok tehetnek azokkal az adatokkal, amelyeket Roman már megkap, miközben bolygókat keres” – mondta Sahu. “És az eredmények érdekesek attól függetlenül, hogy a tudósok találnak-e bizonyítékot arra, hogy fekete lyukak léteznek a Föld tömegében. Ez mindkét esetben javítaná az univerzum megértését.”

Több információ:
William DeRocco és munkatársai: Földi ősfekete lyukak észlelése a Nancy Grace római űrteleszkóppal, Fizikai vizsgálat D (2024). DOI: 10.1103/PhysRevD.109.023013. Tovább arXiv: DOI: 10.48550/arxiv.2311.00751

A folyóirat információi:
Fizikai vizsgálat D


arXiv


Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *