תגלית 'חור שחור מפלצת' הייתה שגויה - אבל ככה מתקדם המדע, אומרים המדענים

ככל הנראה, אותו "חור שחור מפלצת" שמצאו החוקרים לא כל כך מפלצתי. אך מציאת שגיאות ועבודה לתיקונן באופן בו המדע דוחף קדימה.

במחקר שנערך לאחרונה (מחקר שנבדק על ידי עמיתים שפורסם ב- 27 בנובמבר), דיווחו צוות מדענים על גילוי המערכת הבינארית LB-1, המכילה כוכב ועל פי הממצאים, בן לוויה של חור שחור פי 70 מהמסה של השמש שלנו. אלה היו חדשות מרכזיות, חורים שחורים מהמוניים (חורים שחורים שנוצרו כתוצאה מהתמוטטות הכבידה של כוכב) הם בדרך כלל פחות ממחצית המסיבית. אך בעוד שהמחקר, בראשות ג'יפנג ליו, מהמצפה האסטרונומי הלאומי של סין (NAOC) של האקדמיה הסינית למדעים, היה מרגש, הוא גם טעה.

שלושה מאמרים חדשים יצאו השבוע שבחנו מחדש את הממצאים ממחקרו של ליו, ומחקרים אלה אומרים כי החור השחור של LB-1 אינו למעשה כל כך מאסיבי.

חורים שחורים מוזרים

בדרך כלל מזוהים חורים שחורים במסת הכוכבים על ידי פליטות הרנטגן הבהירות שמגיעות מהגז שהאובייקטים מצמידים, או מושכים פנימה, מכוכבי הלוויה שלהם. אבל החור השחור שהוצב ב- LB-1 הוא "לא אינטראקציה"; במילים אחרות, הוא אינו מצמיח גז מכוכבו, כך שלא ניתן למצוא אותו באמצעות פליטות בהירות. מדענים חושבים שיש דוגמאות רבות לסוג זה של חור שחור ביקום, אך מכיוון שאובייקטים אלה קשים לאיתור, יש מעט תצפיות המראות כמה יכול להיות שם בחוץ.

לכן, כדי לקבוע שלמערכת יש חור שחור, צוותו של ליו היה צריך למצוא ולחקור את האובייקט בעקיפין, על ידי התבוננות בתנועה במשמרת דופלר של כוכב המערכת וקו פליטה אדומה עמוקה.

תחת תופעת דופלר, עצמים הנעים לכדור הארץ נראים כחולים, מכיוון שאורך הגל האור הולך ומתקצר, ואדום כשהם מתרחקים מאיתנו, מכיוון שאורך הגל מתארך. קו הפליטה, המכונה קו פליטה H-alpha, הוא קו ספקטרלי, או קו כהה בספקטרום. לעתים קרובות משתמשים בקווים ספקטרליים לזיהוי אטומים או מולקולות וקו ספציפי זה נוצר על ידי אלקטרונים מימן. צוותו של ליו השלים את עבודתם תחת ההנחה שהקו הזה הגיע מדיסק ההקרדה סביב החור השחור.

על ידי מדידת שינויים במשמרת דופלר, החוקרים יכלו לקבוע את מהירות האובייקטים ולכן את המסה שלהם. "אם הכוכב והבן לוויה היו מאיצים את אותה כמות, זה אומר שיש להם את אותה המסה. אם אחד מאיץ הרבה פחות, זה היה הרבה יותר כבד", אוניברסיטת קליפורניה, ברקלי, דוקטורנטית לאסטרונומיה, כארם אל-בדרי. , מחבר משותף לאחד משלושת המאמרים שניתח תוצאות אלה, אמר. לכן, במדידת התנועה המנדנדת של הפליטה שמגיעה (מה שהצוות של ליו הניח שהוא) החור השחור, צוותו של ליו קבע כי מהירות החור השחור חייבת להיות משמעותית שהוא מסיבי ביותר עבור חור שחור-המוני בכוכבים.

כעת, אם הפליטה באה למעשה מחור שחור ונע כפי שדיווחו, זה אכן אומר שיש אובייקט מסיבי ביותר במערכת, הסביר אל-בדרי.

הבעיה העיקרית עם מסקנה זו? מסתבר כי קו הפליטה הזה, שתנועתו שימשה כראיה העיקרית לחפץ האולטרה-מסיבי שהוצע, לא התנדנד. למעשה, זה לא זז, כך מצאו העיתונים החדשים העוסקים במסקנות הצוות של ליו.

טענה נועזת

יתכן ששמעת דיבורים בשבועות האחרונים על חור שחור "בלתי אפשרי" של מסת השמש. במינון המים הקרים של ימינו אנו טוענים כי הנתונים התפרשו בצורה שגויה, ואין שום עדות ל- BH מסיבי במיוחד. 1 / https://t.co/hWLhvaFK1F pic.twitter.com/FoEPifPegc 10 בדצמבר 2019

הטענה לגילוי חור שחור מאסיבי באופן מוזר הפכה את אל-באדרי לראשונה למוזרה, מכיוון שמעולם לא נצפתה סוג זה של חור שחור מעולם כזה. "המחשבה הראשונה שלי כשיצא העיתון היא שזו טענה נועזת שכדאי שהראיות יהיו טובות באמת", אמר אל-בדרי ל- Space.com. "תמיד צריך לשמור על ראש פתוח, אבל במקרה זה, הטענה בהחלט הייתה יוצאת דופן והראיות היו קצת יותר מטלטלות."

הסוגיה העיקרית שמצאה אל-בדרי הייתה שקווי הפליטה רק מתנועע; זה לא ממש התנועע.

אל-באדרי ואליוט קוואטרט, פרופסור לאסטרונומיה ופיזיקה באוניברסיטת ברקלי, פרסמו את הניתוח שלהם ביום שני (9 בדצמבר) לשרת ההדפסה המקדימה arXiv. המאמר שלהם הוגש לפרסום בכתב העת "הודעות חודשיות של החברה המלכותית לאסטרונומיה".

קו ספיגה חסר

אז איך קו פליטה יכול רק "להיראות"? ובכן, זה קרה בדיוק בשורה על קו קו קליטה, מה שיצר את האשליה.

כדי להבין את האשליה עליכם לדעת תחילה מהו קו קליטה. השכבות האטמוספריות החיצוניות המקיפות כוכבים משמשות כחומר סופג לקליטת אור המגיע מהכוכב. לכן, כאשר החוקרים בוחנים את ספקטרום האור המגיע מכוכבים, הם יכולים לראות קווי ספיגה, הנוצרים על ידי אטומים באטמוספרה העוברים בין מצבים אטומיים.

עם הכוכב ב- LB-1, היה קו ספיגה "שהוסתר" על ידי קו הפליטה, אמר אל-בדרי. מצב כזה יכול ליצור אשליה שקו הפליטה נע, ולייצר את המראה של משמרת דופלר, אותה אל-בדרי והמדענים שמאחורי העיתונים האחרים הסבירו והראו במחקרים. על ידי הפחתת קו הקליטה ממדידות קו הפליטה, אל-בדרי וקוואטרט, שהשתמשו באותם נתונים לצורך המחקר שלהם כמו שצוותו של ליו, גילו כי קו הפליטה אינו נע כלל.

בלי תנועת הפליטה הזו, הסביר טוד תומפסון, פרופסור במחלקה לאסטרונומיה באוניברסיטת אוהיו, שלא היה מעורב באף אחד מהמסמכים הללו, ל- Space.com, ישנן שתי פרשנויות אפשריות. או שהאובייקט השני במערכת הוא מסיבי הרבה יותר ממה שאי פעם נצפתה (דרך יותר מ -70 מסות שמש) או, סביר להניח, יכול להיות שיש חור שחור בגודל ממוצע ב- LB-1 וקו הפליטה מגיע מ במקום אחר, אמר תומפסון.

ג'קי פהרטי, מדען בכיר במוזיאון האמריקני להיסטוריה של הטבע בניו יורק ומארח משותף של "רדיו StarTalk", אמר לחלל, "יש שם משהו. זה רק שזה כנראה חור שחור רגיל והמוני," .com. פהרטי לא היה מעורב באף אחד מהמסמכים האלה.

עם זאת, מכיוון שקו הפליטה כנראה לא מגיע מהחור השחור, החוקרים לא יכולים לקבל הערכה סופר מדויקת של מסת החור השחור. אולם מניתוח הצוות של אל-באדרי עולה כי החור השחור הוא ככל הנראה בין 5 ל -20 מסות שמש, שכפי שתיארו בעיתון שלהם, "נראה הכי מתקבל על הדעת."

גילוי ... חזה?

שני מאמרים נוספים יצאו שגם בוחנים מחדש את הטענות שהעלה צוותו של ליו. אחד, מחקר שהוביל האסטרונום התיאורטי של ניו זילנד ג'יי ג'יי. אלדרידג 'שפורסם ל- arXiv נקט גישה תיאורטית לניתוח המערכת. חוקרים במחקר זה הדמו ספרייה גדולה של סוגים שונים של מערכות בינאריות כדי לבדוק אם המדענים יכלו למצוא בינארי שתואם את התצפיות שדווחו עבור LB-1. הם מצאו כמה שיכולים, אך אף אחד מהם לא היה עם חורים שחורים בהיקף השמש של 70 השמש.

המחקר האחרשפורסם גם ל- arXiv, והובל על ידי מיכאל עבדול-מסיה מהמכון לאסטרונומיה באוניברסיטת KU Leuven בבלגיה, נקט בגישה דומה לזו של אל-בדרי. עם זאת, במקום להשתמש באותם נתונים כמו הצוות של ליו, חוקרים אלו אספו את הספקטרום שלהם של המערכת הבינארית באמצעות טלסקופ אחר. הם גם עשו סימולציות בהן הם הניחו קו ספיגה מתחת לקו פליטה כדי לראות אם נראה שהפליטה זזה כמו זו שב- LB-1 עשתה. בסימולציות אלה, צוות עבדול-מסיה מצא כי נראה כי הקו נע קדימה ואחורה, ומספק עדות נוספת לכך שקו הפליטה במערכת רק נראה כאילו הוא זז.

פדיון ל- LB-1

"זה נראה קצת מרגש מכדי להיות אמיתי," אמר פהרטי. אבל, היא הוסיפה, "זו גם הדרך בה המדע מתקדם."

פהרטי הדגישה כי "זה בסדר שדבר מסוג זה יקרה ... זה רק תיקון לתוצאה קודמת ... זה בסדר שיש מצב מסוג זה," הוסיפה. "המדע מתקדם ונע קדימה."

מחקרי מעקב אלה סיפקו ראיות לכך שהאובייקט המשני ב- LB-1 אינו למעשה חור שחור אולטרה-מסיבי. עם זאת, זהו עדיין חפץ מעניין במיוחד וכדאי ללמוד אותו בהמשך, אמר אל-בדרי.

מכיוון שיש כל כך הרבה תשומת לב במחקר המקורי, כולל עם ניתוחי המעקב הללו, הוא הגביר את העניין במחקר מערכת LB-1 ומערכות כמוה.

על ידי זיהוי ולימוד חורים שחורים שאינם פועלים באינטראקציה כמו זה הקשור ל- LB-1, מדענים יכולים ללמוד עוד על חפצים חמקמקים אלה. אומרים כי הם נפוצים בחלל, הם קשים לאיתור, מכיוון שהם אינם מייצרים פליטות רנטגן בהירות.

תומפסון אמר כי "זה זמן מאוד מעניין ללכת לחפש את החורים השחורים הלא אינטראקטיביים האלה, והם בהחלט מצאו מערכת מעניינת מאוד". יש "אוכלוסיה שצריכה להיות שם בחורים שחורים בבינארות הכוכבים שבהם אין אינטראקציה פעילה בין שני המרכיבים," הוסיף.

בנוסף, יכול להיות מעניין אם המדענים ימשיכו לחקור מאיפה בדיוק מגיע קו פליטת ה- H-alpha. העיתונים שבחנו את LB-1 טוענים כי "יתכן שחומר בית ספר יכול להסביר זאת, אך זו תעלומה קלה ... זה בסדר שיש תעלומה מעורבת בתוצאה", אמר פהרטי.

Space.com פנה לצוותו של ליו לתגובה, וליו אמר כי "אנו כותבים מאמר שיעסוק בכל הדאגות הללו." הוא הוסיף כי הצוות שלו מצפה שהעיתון ייצא מתישהו בשבוע הבא.

• מהם חורים שחורים?
• חידון חור שחור: עד כמה אתה מכיר את היצירות המוזרות ביותר של הטבע?
• יוריקה! מדענים מצלמים חור שחור בפעם הראשונה