V središču naše galaksije Rimska cesta prebiva velikan. Objekt, tako masiven, da se njegovemu gravitacijskemu vleku ne more izogniti nič, niti svetloba. Pravzaprav menimo, da ima večina galaksij eno od njih. so seveda supermasivne črne luknje .
Supermasivne črne luknje so zvezde, ki so strmoglavile v singularnost. Einsteinova splošna teorija relativnosti je napovedala njihov obstoj. In te črne luknje so obdane s tem, kar je znano kot obzorje dogodkov , kar je nekako kot točka brez vrnitve, če se karkoli preveč približa črni luknji. Toda nihče še ni dejansko dokazal obstoja obzorja dogodkov.
Nekateri teoretiki menijo, da bi lahko v središču galaksij ležalo nekaj drugega, dogodek supermasivnega predmeta, ki je neznanejši od supermasivne črne luknje. Teoretiki menijo, da so se ti predmeti nekako izognili usodi črne luknje in se niso sesedli v singularnost. Ne bi imeli obzorja dogodkov, namesto tega pa bi imeli trdno površino.
'Naš celoten namen je, da to idejo obzorja dogodkov spremenimo v eksperimentalno znanost in ugotovimo, ali obzorja dogodkov res obstajajo ali ne,' - Pawan Kumar, profesor astrofizike, Univerza v Teksasu v Austinu.
Skupina raziskovalcev na Univerzi v Teksasu v Austinu in Univerzi Harvard se je lotila tega problema. Wenbin Lu, Pawan Kumar in Ramesh Narayan so želeli osvetliti problem obzorja dogodkov. Spraševali so se o trdnem površinskem predmetu in o tem, kaj bi se zgodilo, ko bi predmet, kot je zvezda, trčil vanj. Objavili so njihove rezultate v Mesečna obvestila Kraljevega astronomskega društva .
Umetnikova koncepcija obzorja dogodkov črne luknje. Zasluge: Victor de Schwanberg/Science Photo Library
'Naš celoten namen je, da to idejo obzorja dogodkov spremenimo v eksperimentalno znanost in ugotovimo, ali obzorja dogodkov res obstajajo ali ne,' je dejal Pawan Kumar, profesor astrofizike na Univerzi v Teksasu v Austinu. izjava za javnost .
Ker je črna luknja zvezda, strnjena v singularnost, nima površine in ima namesto tega obzorje dogodkov. Toda če se izkaže, da je druga teorija resnična in ima objekt trdno površino namesto obzorja dogodkov, bi bil vsak predmet, ki bi trčil z njim, uničen. Če bi zvezda trčila ob to trdo površino in bi bila uničena, je domnevala ekipa, bi plin iz zvezde zaokrožil predmet in močno sijal več mesecev ali celo let.
To je prvi v zaporedju dveh umetnikovih impresij, ki prikazuje ogromno, masivno kroglo v središču galaksije in ne supermasivne črne luknje. Tukaj se zvezda premika proti in nato trči v trdo površino krogle in odvrže ostanke. Udar segreje mesto trka. slika:
Mark A. Česen/CfA
V tem drugem umetnikovem vtisu je prikazana ogromna krogla v središču galaksije, potem ko je zvezda trčila vanj. Zaradi tega dogodka nastanejo ogromne količine toplote in dramatično povečanje svetlosti krogle. Pomanjkanje opazovanja takšnih izbruhov iz središča galaksij pomeni, da je ta hipotetični scenarij skoraj popolnoma izključen. Slika: Mark A. Garlick/CfA
Če je bilo tako, je ekipa vedela, kaj iskati. Ugotovili so tudi, kako pogosto se bo to zgodilo.
'Ocenili smo stopnjo padca zvezd na supermasivne črne luknje,' je dejal Lu izjava za javnost . 'Skoraj vsaka galaksija ga ima. Upoštevali smo le najbolj masivne, ki tehtajo približno 100 milijonov sončnih mas ali več. V nekaj milijardah svetlobnih let od Zemlje jih je približno milijon.'
Zdaj so potrebovali način za iskanje teh predmetov na nebu in našli so ga v arhivu teleskopa Pan-STARRS. Pan-STARRS je 1,8-metrski teleskop na Havajih. Ta teleskop je nedavno zaključil pregled polovice severne poloble neba. V tej raziskavi je Pan-STAARS 3,5 leta iskal prehodne predmete na nebu, predmete, ki se posvetlijo in nato zbledijo. V arhivih Pan-STARR so iskali prehodne objekte, ki so imeli podpis, ki so ga predvidevali pri trčenju zvezd s temi supermasivnimi objekti s trdo površino.
Trojica je napovedala, da se bo v 3,5-letnem časovnem okviru, ki ga je zajela raziskava Pan-STAARS, zgodilo 10 teh trkov in bi morali biti predstavljeni v podatkih.
'Izkazalo se je, da bi jih moralo odkriti več kot 10, če je teorija trde površine resnična.' – Wenbin Lu, oddelek za astronomijo, Univerza v Teksasu v Austinu.
»Glede na hitrost padanja zvezd na črne luknje in številčno gostoto črnih lukenj v bližnjem vesolju smo izračunali, koliko takšnih prehodnih pojavov bi moral Pan-STARRS zaznati v obdobju delovanja 3,5 let. Izkazalo se je, da bi jih moralo odkriti več kot 10, če je teorija trde površine resnična,' je dejal Lu.
Ekipa ni odkrila nobenih izbruhov, za katere so pričakovali, da bodo ugotovili, ali teorija trde površine drži.
'Naše delo nakazuje, da imajo nekatere in morda vse črne luknje obzorja dogodkov ...' - Ramesh Narayan, Harvard-Smithsonian Center za astrofiziko.
Kar se morda zdi kot neuspeh, seveda ni eden. Sploh ne za Einsteina. To predstavlja še en uspešen preizkus Einsteinove splošne teorije relativnosti, ki kaže, da se zdi, da obzorje dogodkov, predvideno v njegovi teoriji, obstaja.
Kar se tiče ekipe, ideje še niso opustili. Pravzaprav, kot pravi Pawan Kumar, profesor astrofizike na Univerzi v Teksasu v Austinu, »Naš motiv ni toliko, da ugotovimo, da obstaja trda površina, temveč da premaknemo mejo znanja in najdemo konkretne dokaze, da res obstaja obzorje dogodkov okoli črnih lukenj.'
'Splošna relativnost je prestala še en kritičen test.' – Ramesh Narayan, Harvard-Smithsonian Center za astrofiziko.
'Naše delo nakazuje, da imajo nekatere in morda vse črne luknje obzorja dogodkov in da material res izgine iz opazovanega vesolja, ko ga potegnemo v te eksotične predmete, kot smo pričakovali že desetletja,' je dejal Narayan. 'Splošna relativnost je prestala še en kritičen test.'
Ekipa namerava še naprej iskati izbruhe, povezane s teorijo trde površine. Njihov vpogled v podatke Pan-STARRS je bil le njihov prvi poskus.
Umetnikova ilustracija velikega sinoptičnega opazovalnega teleskopa s simuliranim nočnim nebom. Ekipa upa, da bo uporabila LSST za nadaljnje izboljšanje iskanja supermasivnih objektov s trdo površino. Slika: Todd Mason, Mason Productions Inc. / LSST Corporation
Upajo, da bodo izboljšali svoj test s prihajajočim Veliki sinoptični teleskop (LSST), ki se gradi v Čilu. LSST je teleskop širokega polja, ki bo posnel slike nočnega neba vsakih 20 sekund v desetletnem obdobju. Vsakih nekaj noči nam bo LSST dal sliko celotnega razpoložljivega nočnega neba. Tako bo študij prehodnih objektov veliko lažji in učinkovit.
Več branja: Vzpon super teleskopov: Veliki sinoptični pregledni teleskop
Viri:
