wtorek, 5 lipca 2022

Planeta 9 może być małym kolapsarem w Układzie Słonecznym

 


Brad Bergan, Ameya Paleya

 

Planeta numer 9 może być małą czarną dziurą w naszym Układzie Słonecznym

 

Wśród astronomów panuje coraz większa zgoda co do tego, że za gazowymi olbrzymami zewnętrznego Układu Słonecznego czai się tajemniczy obiekt – być może czarna dziura – wpływająca na masywny obłok małych, lodowych ciał w obłoku Oorta.

Okazuje się, że istnieją dowody sugerujące, że ta hipoteza może być słuszna. Nikt nie jest pewien, w jaki sposób planeta wystarczająco masywna, by wpłynąć na obłok lodowych pozostałości po narodzinach Układu Słonecznego, mogłaby powstać w tak dużej odległości od Słońca.

- Wiemy tylko, że istnieje obiekt o określonej masie – powiedział teoretyk Jakub Scholtz z Uniwersytetu Durham w Wielkiej Brytanii w raporcie „New Scientist”. - Obserwacje, które mamy, nie mogą nam powiedzieć, czym jest ten obiekt.

Scholtz podejrzewa, że może to być pierwotna czarna dziura powstała podczas Wielkiego Wybuchu – kiedy Wszechświat eksplodował. Ale skąd możemy wiedzieć na pewno i co jeszcze może nam to pokazać o wszechświecie? Planeta dziewiąta może być taką pierwotną czarną dziurą.

Obiekt – ogólnie nazywany Planetą nr Dziewięć – od lat pozostaje przedmiotem intensywnych badań i sporów wśród naukowców i powinien mieć masę od 5 do 15 razy większą od Ziemi. Nikt go nie widział, ale jeśli jest to pierwotna czarna dziura, prawdopodobnie nie byłaby większa od grejpfruta i pozostawałaby całkowicie niewykrywalna dla ludzkiej obserwacji, chyba że byliśmy świadkami odległego obiektu rzucającego się ku swojej zagładzie w maleńką paszczę horyzontu zdarzeń.

Najbliżej Ziemi potwierdzona czarna dziura znajduje się w układzie potrójnym gwiazd zwanym HR 6819/QV Telescopii, około 1109 lat świetlnych (ly) od nas. To około cztery razy więcej niż masa Słońca — stosunkowo lekka w strukturze Wszechświata. Ale dowody wskazują, że maleńkie, pierwotne czarne dziury są obfite w całym wszechświecie, z których najbliższa może być krótka, 10-letnia podróż na pokładzie statku kosmicznego NASA New Horizons. New Horizons trafił na pierwsze strony gazet w 2015 roku, kiedy wykonał szybki przelot obok Plutona i jego księżyca Charona – dostarczając naukowcom (i wszystkim innym) pierwsze wyraźne zdjęcia byłej dziewiątej planety.

Scholtz i jego kolega James Unwin napisali artykuł przedstawiający hipotezę o ciemnym, superciężkim obiekcie o szerokości około czterech cali, pełzającym po obrzeżach naszego Układu Słonecznego. Jeśli małe pierwotne czarne dziury są obfite, mogą pomóc wyjaśnić inne zaskakujące tajemnice wszechświata, takie jak to, jak galaktyki pozostawały w jednym kawałku przez miliardy lat.

- Pierwotne czarne dziury mogą być [...] ciemną materią – powiedział dla „New Scientist” Sebastien Clesse, kosmolog z Uniwersytetu Brukselskiego w Belgii.

 

Niewielka flota sond może dostarczyć zbliżenia czarnej dziury

 

Jednak dopóki ktoś nie dokona bezpośredniej obserwacji pierwotnej czarnej dziury na skraju naszego Układu Słonecznego, nie będzie niczym więcej niż spekulacją stwierdzenie, że naprawdę żyjemy bliżej czarnej dziury, niż sądziliśmy. Ale Slava Turyshev z NASA z Jet Propulsion Laboratory w Kalifornii chce odwrócić ten scenariusz, wystrzeliwując flotę maleńkich statków kosmicznych zaprojektowanych do szybowania tam z żaglami słonecznymi i próbując wykryć charakterystyczne zakłócenia grawitacyjne, które nieuchronnie generowałyby nawet najmniejsze czarne dziury.

Małe sondy Turyszewa mogą potencjalnie odbyć podróż w rejon orbity Neptuna mniej więcej „dziesięć razy szybciej” niż konwencjonalna rakieta chemiczna i dotrzeć do miejsca przeznaczenia rok po wystrzeleniu – pod warunkiem, że uzyskają duży zastrzyk energii dzięki wstępnemu podejściu słońce. Nic jeszcze nie jest w kamieniu, ale jeśli tak się stanie, możemy mieć zbliżenie czarnej dziury z naszego sąsiedztwa, zanim pierwsi ludzie zrobią pierwszy krok na planecie Mars.

 


Astronomowie być może po raz pierwszy zauważyli wędrującą czarną dziurę

 

Znajduje się w odległości około 5153 lat świetlnych od Ziemi. Astronomowie mogli wykryć pierwszą w historii wędrującą czarną dziurę dzięki pomysłowości naukowców i precyzyjnym pomiarom, które umożliwił Kosmiczny Teleskop Hubble'a, donosi CNET.

NASA szacuje, że w naszej galaktyce, Drodze Mlecznej, znajduje się ponad 100 milionów czarnych dziur, chociaż nikt do tej pory nie zidentyfikował żadnej z nich. Trudno jest zebrać dowody na istnienie przedmiotu, który nie odbija światła. Popularne w Internecie zdjęcia czarnych dziur są w rzeczywistości obrazami horyzontu zdarzeń, a nie samą czarną dziurą.

Astronomowie zwrócili się zatem ku innej zdolności czarnych dziur do zakrzywiania przestrzeni w celu ich wykrycia. Kiedy czarna dziura przechodzi między Ziemią a odległą gwiazdą, wypaczenie przestrzeni powoduje najpierw odchylenie, a następnie wzmocnienie światła gwiazd. Teleskopy wpatrujące się w niebo w poszukiwaniu takich zdarzeń mogą uchwycić to zjawisko zwane mikrosoczewkowaniem grawitacyjnym, które jest następnie śledzone przez Kosmiczny Teleskop Hubble'a.

 

Jak pomaga HST?

 

W zależności od grawitacji czarnej dziury zjawisko soczewkowania może trwać ponad 200 dni, stwierdza „NASA Hubblesite”. Precyzyjne instrumenty pomiarowe HST mają następnie zmierzyć ugięcie światła gwiazdy tła. Odchylenie wynosi zwykle milisekundy, co według strony internetowej jest podobne do „mierzenia średnicy 25-centowej monety w Los Angeles widzianej z Nowego Jorku”. To odchylenie jest następnie wykorzystywane do określenia masy, odległości i prędkości czarnej dziury.

Jessica Lu, adiunkt astronomii na Uniwersytecie w Berkely, od 2008 roku przygląda się swobodnie latającym czarnym dziurom. Natknęła się na dane fotometryczne z dwóch przeglądów mikrosoczewkowania, jednego z 1,3-metrowego teleskopu w Chile, zwanego Optical Gravitational Lensing Experiment (OGLE) i kolejny z Microlensing Observations in Astrophysics (MOA), z 1,8-metrowego teleskopu w Nowej Zelandii.

Ponieważ obie te obserwacje dotyczyły tego samego obiektu, został on skrócony do OB110462 zamiast używać oddzielnej nomenklatury nadanej jej w każdym z teleskopów obserwacyjnych. Po tym, jak HST zaobserwował zdarzenie, naukowcy dysponowali również danymi astrometrycznymi lub pozycyjnymi zdarzenia, które dalej badali.

 

Co znaleźli badacze?

 

Dane dla OB110462 pokazały, że soczewkowanie występowało przez okres prawie 300 dni przez ciemny, zwarty obiekt. Co ciekawe, dane astrometryczne pokazały również, że zmiana pozycji gwiazdy spowodowana grawitacyjnym wpływem soczewki była obserwowana nawet dekadę po zdarzeniu, jak podano w komunikacie prasowym UC Berkely. Lu i jej zespół oszacowali, że soczewkujący obiekt ma masę 1,6-4,4 mas Słońca.

Ponieważ astronomowie uważają, że martwa gwiazda musi mieć masę co najmniej 2,2 masy Słońca, aby stać się czarną dziurą, badacze są otwarci na możliwość, że to, co zaobserwowali, jest gwiazdą neutronową.

Inny zespół naukowców kierowany przez Kailasha Sahu z Space Telescope Science Institute w Maryland również badał dane z Hubble'a, aby dojść do wniosku, że czarna dziura porusza się z prędkością 160 000 km/h, szybciej niż sąsiednie gwiazdy, donosi „Hubblesite”. Zespół Sahu oszacował jednak, że masa obiektu jest siedmiokrotnie większa od masy Słońca, co czyni go bezdyskusyjnie czarną dziurą.

Do tej pory czarne dziury wielkości gwiazdy zawsze były znajdowane jako układy podwójne, więc obserwacja pojedynczej niesparowanej gwiazdy jest również pierwszą dla astronomów. Więcej światła rzuci się na to, gdy jesienią pojawią się kolejne obserwacje z Kosmicznego Teleskopu Hubble'a.

 

Źródła:

·        https://interestingengineering.com/planet-nine-tiny-black-hole-in-solar-system?fbclid=IwAR0KHAHbgx0CoV5jJ93wgMvz6AJm2joYlAi5KDf_NAl9Yh4XTzF6Xhq6i0g 

·        https://interestingengineering.com/astronomers-may-have-spotted-a-wandering-black-hole

Przekład z angielskiego - ©R.K.F. Leśniakiewicz