gov-civil-vilareal.ptAstronomen haben möglicherweise gesehen, wie ein Stern direkt zu einem Schwarzen Loch kollabiert
>Eine der grundlegenden Binsenweisheiten in der Astronomie ist, dass ein massereicher Stern, wenn er sein Leben beendet, mit einem Knall erlischt. EIN groß eins. Eine Supernova.
Diese gigantische Explosion wird ausgelöst, wenn dem Stern in seinem Kern der Kernbrennstoff ausgeht. Der Kern kollabiert in einem Herzschlag, und die dabei erzeugte Energie ist so immens, dass sie die äußeren Schichten wegbläst. Diese Explosion ist so kolossal, dass sie eine ganze Galaxie in den Schatten stellen kann! In der Zwischenzeit kann der kollabierte Kern einen exotischen Neutronenstern bilden oder sich sogar in ein Schwarzes Loch quetschen.
Nun, ich habe dort einige Schritte übersprungen, aber das ist das allgemeine Bild (wenn Sie mehr wollen, schauen Sie sich an mein Crashkurs Astronomie-Episode über massereiche Sterne und Supernovae ). Wenn Sie ein Schwarzes Loch wollen, müssen Sie einen massereichen Stern sprengen.
Außer, vielleicht nicht . Es stellt sich heraus, dass es ein Schlupfloch gibt, das es einem Stern ermöglichen könnte, den Supernova-Teil zu umgehen. Es kollabiert ohne Explosion direkt zu einem Schwarzen Loch. Es wird etwas Energie freigesetzt, aber nicht viel im Vergleich zu einer Supernova, und am Ende erhält man eine Jetzt-Sie-Sie-Sie-Sie-Sie-Sie-Sie-Sie-Sie-Sie-nicht-Situation: Der Stern ist da, und dann plötzlich ... es ist nicht .
Die Idee einer gescheiterten Supernova ist ein interessantes theoretisches astrophysikalisches Problem, an dem Wissenschaftler seit einiger Zeit arbeiten. Aber es gibt eine neue, spannende Entwicklung: Astronomen denken jetzt, sie hätten einen gesehen!
Die Face-On-Spiralgalaxie NGC 6946, die im letzten Jahrhundert 10 Supernovae beherbergte. N6946-BH1 ist nicht mit Anmerkungen versehen, da es nicht explodiert ist. Kredit: Damian Pfirsich
Der fragliche Stern heißt N6946-BH1 und wurde in einer sehr coolen Untersuchung gefunden, die speziell darauf ausgerichtet war, nach gescheiterten Supernovae zu suchen. Verwendung der Großes binokulares Teleskop in Arizona wurden immer wieder 27 Galaxien im Umkreis von etwa 30 Millionen Lichtjahren um die Erde beobachtet. Jedes Bild wurde sorgfältig mit den anderen verglichen, um nach Transienten zu suchen: Objekte, die die Helligkeit geändert haben. Selbst unter Verwendung ziemlich strenger Kriterien wurden Tausende gefunden – Sterne ändern ihre Helligkeit aus vielen Gründen, aber die meisten sind nicht darauf zurückzuführen, dass sie zur Supernova werden ... oder in diesem Fall nicht zur Supernova werden.
Schließlich wurde die Zahl der interessanten Objekte auf nur 15 reduziert Lichtgeschwindigkeit kann als ho-hum bezeichnet werden), aber neun von ihnen erwiesen sich als interessanter.
Von diesen waren alle bis auf eines wahrscheinlich ungewöhnliche Ereignisse, wie die Verschmelzung zweier Sterne, die eine sehr große (und sehr hübsche) Eruption verursachen kann, aber wieder hinter dem Ergebnis eines massiven Sternsterbens zurückbleibt. Am Ende war nach siebenjähriger Suche in 27 Galaxien nur noch ein Objekt übrig: N6946-BH1.
Auf früheren Bildern ist der Stern dort, deutlich zu sehen in der Galaxie NGC 6946, einer schönen Spiralgalaxie, die ungefähr 20 Millionen Lichtjahre entfernt ist (und eine, die im letzten Jahrhundert nicht weniger als 10 aufgezeichnete Supernovae hatte; durch Zufall). einer wurde erst in diesem Jahr gesehen). Dann, in späteren Bildern, ist es weg. Mögen, Weg : Verschwunden. Puff.
Jetzt sehen Sie es ... Der Stern N6946-BH1 ist auf dem früheren Hubble-Bild von 2007 (links) sichtbar, ist aber 2015 verschwunden (rechts). Kredit: NASA/ESA/C. Liebhaber (OSU)
Schneewittchen und der Jäger gesunder Menschenverstand Medien
Wenn es als Supernova explodiert wäre, wäre es auf den Bildern zu sehen gewesen. Stattdessen wurde es 2009 kurzzeitig etwas heller und leuchtete etwa eine Million Mal heller als die Sonne; dann verblasste es so sehr, dass es 2015 nur noch etwa 2% seiner vorherigen Helligkeit (d. h. vor dem Kollaps) betrug. es ist kaum erwähnenswert; ein typisches wird viele glänzen Milliarden mal heller als die Sonne! Das war also bestenfalls ein bisschen ein Pop.
Woher wissen wir also, dass es keine seltsame Supernova war, die vielleicht von viel Staub in der Wirtsgalaxie verdeckt wurde? Dieses Material ist dunkel und undurchsichtig und kann sogar das Licht einer normalen Supernova vollständig blockieren. Nachbeobachtungen mit dem Spitzer-Weltraumteleskop sollten das zeigen, denn Infrarotlicht kann den Staub durchdringen. Spitzer sah etwas IR-Licht von dem Ereignis, ungefähr das 2000- bis 3000-fache der Leuchtkraft der Sonne. Auch das ist viel, aber bei weitem nicht das, was man von einer Supernova erwarten würde. Selbst ein stellarer Zusammenschluss würde mehr hervorbringen.
Es sieht wirklich so aus, als ob was übrig bleibt, wonach die Astronomen die ganze Zeit gesucht hatten: eine gescheiterte Supernova.
Wenn das stimmt, ist dies in der Tat sehr interessant. Wieso den? Wegen der Physik.
NASA/Goddard Spaceflight Center Video, das erklärt, wie ein Stern direkt zu einem Schwarzen Loch kollabieren kann.
Es braucht einen massiven Stern, um zu explodieren; es muss genug Druck im Kern haben (verursacht durch die Masse des darüber liegenden Sterns), um im Laufe der Zeit immer schwerere Elemente zu verschmelzen. Zunächst verschmilzt Wasserstoff zu Helium. Wenn das aufgebraucht ist, wird Helium zu Kohlenstoff verschmolzen und so weiter, bis der Kern Eisen aufbaut. Wenn Eisen schmilzt, setzt es keine Energie frei; es absorbiert es. Das ist ein großes Problem, denn es ist diese Freisetzung von Fusionsenergie, die den Stern hochhält (ähnlich wie heiße Luft, die einen Ballon ausdehnt). Sobald der Stern versucht, Eisen zu verschmelzen, kollabiert der Kern. Hat der Kern eine Masse bis zum 2,8-fachen der Sonnenmasse, bildet er a Neutronenstern , aber wenn es mehr hat, es bildet ein schwarzes Loch .
Und im Allgemeinen löst der Kernkollaps die Supernova in den äußeren Schichten aus, und kaboom .
Aber hier wird es lustig. Es kann nicht immer so sein. Für eine Reihe von Kernmassen zeigen theoretische Berechnungen, dass die Explosion zum Stillstand kommen kann. Die äußeren Schichten bekommen einen ordentlichen Kick, aber keinen großen. Sie blasen ab, aber es ist ein sanfteres Ereignis als die ungezügelte Gewalt einer Supernova.
Das hängt tatsächlich von vielen Faktoren ab, aber es passiert tendenziell, wenn die Gesamtmasse des Sterns ungefähr das 25-fache der Sonne beträgt. Wenn man sich die Beobachtungen von N6946-BH1 ansieht, ist das ungefähr die Masse, die es hatte.
Und es gibt noch mehr. Wir sehen viele massereiche Sterne in Galaxien, die geboren werden, aber es gibt nicht genug Supernovae, um sie alle zu erklären. Das bedeutet, dass fehlgeschlagene Supernovae relativ häufig vorkommen.
Wenn wir uns die Massen von Neutronensternen und Schwarzen Löchern ansehen, stellen wir außerdem fest, dass zwischen ihnen eine Lücke besteht; Die masseärmsten Schwarzen Löcher sind immer noch erheblich massereicher als die massereichsten Neutronensterne. Wenn sich all diese kompakten Objekte aus regulären Supernovae bilden würden, würden Sie erwarten, dass es einen glatten Übergang gibt. Das liegt daran, dass bei einer Supernova noch viel Material des Sterns in der Nähe des Kerns verweilt, und das kann auf den neu gebildeten Neutronenstern zurückfallen. Wenn genug vorhanden ist, kollabiert der Neutronenstern zu einem massearmen Schwarzen Loch. Sie würden also erwarten, viele Schwarze Löcher direkt an der unteren Massengrenze zu sehen. Aber wir nicht.
Ah, aber im gescheiterten Supernova-Szenario gibt es eine Menge mehr übrig gebliebenes Material – die Energie reichte nicht aus, um alle äußeren Schichten wegzublasen. Dies stürzt wieder ab und fügt seine Masse zu der des Neutronensterns hinzu, wodurch ein weitaus massereicheres Schwarzes Loch entsteht. In Wirklichkeit erklärt die Existenz gescheiterter Supernovae also viele verschiedene Phänomene.
Und jetzt haben wir sehr wahrscheinlich einen gesehen! Mehr Beobachtungen wären aber schön. Zum Beispiel sollte ein neu entstandenes Schwarzes Loch viele Röntgenstrahlen aussenden, da sich Material erwärmt, bevor es hineinfällt. Wenn wir diese Röntgenstrahlen sehen, würde das einen großen Beitrag zum Verständnis dessen leisten, was wir sehen.
Und wieder, dies ist das erste, das wir gesehen haben. Angesichts der Anzahl der Supernovae, die war die in der Umfrage entdeckt wurden, impliziert, dass etwa 14% aller Todesfälle von massereichen Sternen zu fehlgeschlagenen Supernovae führen. Wenn das der Fall ist, brauchen wir mehr Augen am Himmel, die nach diesen Ereignissen suchen. Supernovae erzeugen und verteilen Elemente, die für unsere Existenz buchstäblich lebenswichtig sind: Eisen, Kalzium und mehr. Ohne sie würden Sie und ich buchstäblich nicht existieren.
Das macht diese Ereignisse meiner Meinung nach für unsere Studie sehr würdig. Auch wenn sie scheitern.
Bild Bildnachweis: NASA/JPL-Caltech
