במרכז הגלקסיה של שביל החלב שלנו שוכנת גבעול. עצם כה מסיבי, ששום דבר לא יכול לברוח ממשיכת הכבידה שלו, אפילו לא מאור. למעשה, אנו חושבים שלרוב הגלקסיות יש אחת מהן. הם, כמובן, חורים שחורים סופר-מסיביים.
חורים שחורים סופר-מאסיביים הם כוכבים שהתמוטטו לסינגולריות. תורת היחסות הכללית של איינשטיין ניבאה את קיומם. והחורים השחורים האלה מוקפים במה שמכונה אופק אירועים, שדומה כמו נקודת האל חזור לשום דבר שמתקרב יותר מדי לחור השחור. אך איש עדיין לא הוכיח את קיומו של אופק האירועים.
יש תיאורטיקנים שחושבים שמשהו אחר עשוי להימצא במרכז הגלקסיות, אירוע אובייקט סופר-מסיבי זר יותר מאשר חור שחור סופר-מסיבי. תיאורטיקנים חושבים שהאובייקטים הללו איכשהו נמנעו מגורלו של חור שחור, ולא קרסו ליחידות. לא יהיה להם אופק אירועים, ובמקום זאת יהיה להם משטח יציב.
"כל הנקודה שלנו כאן היא להפוך את הרעיון הזה של אופק אירועים למדע ניסיוני, ולברר אם אופקי אירועים אכן קיימים או לא," - פוואן קומאר פרופסור לאסטרופיסיקה, אוניברסיטת טקסס באוסטין.
צוות חוקרים מאוניברסיטת טקסס באוסטין ואוניברסיטת הרווארד התמודדו עם הבעיה. ונבין לו, פוואן קומאר ורמש נאראיאן רצו לשפוך מעט אור על בעיית אופק האירועים. הם תהו על עצם המשטח המוצק, ומה יקרה כאשר חפץ כמו כוכב יתנגש בו. הם פרסמו את תוצאותיהם בהודעות החודשיות של החברה המלכותית לאסטרונומיה.
"כל הנקודה שלנו כאן היא להפוך את הרעיון הזה של אופק אירועים למדע ניסיוני, ולברר אם אופקי אירועים אכן קיימים או לא," אמר פוואן קומאר, פרופסור לאסטרופיזיקה באוניברסיטת טקסס באוסטין, בעיתונות. שחרור.
מכיוון שחור שחור הוא כוכב שהתמוטט לסינגולריות, אין לו שטח פנים ובמקום זה יש אופק אירועים. אך אם התברר שהתיאוריה האחרת נכונה, ולאובייקט יש משטח יציב במקום אופק אירועים, הרי שכל אובייקט המתנגש בו ייהרס. אם כוכב היה מתנגש במשטח הקשיח הזה ויהרס, הצוות עלה על השערה, אז הגז מהכוכב היה עוטף את החפץ ומבהיק בהיר במשך חודשים, ואפילו שנים.
אם זה היה המצב, הצוות ידע מה לחפש. הם גם פיתחו באיזו תדירות זה יקרה.
"הערכנו את שיעור הכוכבים הנופלים על חורים שחורים סופר-מסיביים," אמר לו באותה הודעה לעיתונות. "כמעט לכל גלקסיה יש גלקסיה. שקלנו רק את המסיביים ביותר, שמשקלם כמאה מיליון מסות שמש ומעלה. יש כמיליון מהם בתוך כמה מיליארדי שנות אור מכדור הארץ. "
כעת הם היו זקוקים לדרך לחפש בשמים אחר חפצים אלה, והם מצאו אותם בארכיונים של הטלסקופ Pan-STARRS. Pan-STARRS הוא טלסקופ באורך 1.8 מטר בהוואי. הטלסקופ השלים לאחרונה סקר על מחצית הכדור הצפוני של השמיים. באותו סקר בילתה Pan-STAARS 3.5 שנים בחיפוש אחר עצמים חולפים בשמיים, חפצים שמתבהרים ואז דוהים. הם חיפשו בארכיוני Pan-STARR חפצים חולפים שהייתה להם החתימה שהם חזו מכוכבים המתנגשים עם חפצים סופר-מסיביים אלה, שטופי הקשה.
השלישייה ניבאה שבמסגרת הזמן שנמשכה 3.5 שנים שנלכדה על ידי סקר Pan-STAARS, 10 מהתנגשויות אלה יתרחשו ויש לייצג אותם בנתונים.
"מסתבר שהיה צריך לגלות יותר מעשרה מהם, אם התיאוריה על המשטח הקשיח נכונה." - Wenbin Lu, המחלקה לאסטרונומיה, אוניברסיטת טקסס באוסטין.
"בהתחשב בשיעור הכוכבים הנופלים על חורים שחורים וצפיפות המספר של חורים שחורים ביקום הסמוך, חישבנו כמה מעברים כאלה שהיו צריכים לאתר Pan-STARRS לאורך תקופת פעולה של 3.5 שנים. מסתבר שהיה צריך לגלות יותר מעשרה מהם, אם תיאוריית המשטח הקשיח נכונה, "אמר לו.
הצוות לא מצא אף אחד מההתלקחות שציפו לראות אם תיאוריית המשטח הקשיח נכונה.
"העבודה שלנו מרמזת על כך שחלקם, ואולי כולם, חורים שחורים בעלי אופקי אירועים ..." - ראמש נאראיאן, המרכז לאסטרופיסיקה של הרווארד-סמיתסוניאן.
מה שעשוי להיראות ככישלון, אינו כמובן. גם לא לאיינשטיין. זה מייצג מבחן מוצלח נוסף לתיאוריית היחסות הכללית של איינשטיין, ומראה כי אופק האירועים שחזה בתיאוריה שלו אכן קיים.
לגבי הצוות, הם עדיין לא נטשו את הרעיון. למעשה, לדברי פוואן קומאר, פרופסור לאסטרופיסיקה, אוניברסיטת טקסס באוסטין, "המניע שלנו הוא לא כל כך לקבוע שיש משטח קשה, אלא לדחוף את גבול הידע ולמצוא ראיות קונקרטיות שבאמת, יש אופק אירועים סביב חורים שחורים. "
"היחסיות הכללית עברה מבחן קריטי נוסף." - ראמש נאראיאן, המרכז לאסטרופיסיקה של הרווארד-סמיתסוניאן.
"העבודה שלנו מרמזת על כך שחלקם, ואולי כולם, חורים שחורים בעלי אופקי אירועים וכי החומר אכן נעלם מהיקום הנצפה כאשר הוא נמשך אל העצמים האקזוטיים האלה, כפי שציפינו מזה עשרות שנים," אמר נאראין. "היחסיות הכללית עברה מבחן קריטי נוסף."
הצוות מתכנן להמשיך ולחפש את ההתלקחויות הקשורות בתיאוריית המשטח הקשה. המבט שלהם בנתוני Pan-STARRS היה רק הסדק הראשון שלהם בזה.
הם מקווים לשפר את המבחן שלהם עם הטלסקופ הגדול הסיני-אופטי הגדול (LSST) שנבנה בצ'ילה. ה- LSST הוא טלסקופ שדה רחב שתצלם תמונות של שמי הלילה כל 20 שניות לאורך טווח של עשר שנים. כל כמה לילות, ה- LSST ייתן לנו תמונה של כל שמי הלילה הזמינים. זה יהפוך את חקר האובייקטים חולפים להרבה יותר קל ויעיל.
קריאה נוספת: עליית הטלסקופים העל: הטלסקופ הגדול של הסקר הסינופטי
מקורות:
- האם כוכבים נופלים בשקט בחורים שחורים, או מתרסקים במשהו לא ידוע לחלוטין?
- אירועי שיבוש מהממים תומכים בקיום אופק האירועים של החור השחור
