블랙홀은 가장 훌륭하고 신비로운 자연의 힘 중 하나입니다. 동시에, 그들은 천체 물리학에 대한 우리의 이해의 기초입니다. 블랙홀은 생명이 끝날 때 초신성이 된 특히 거대한 별의 결과 일뿐만 아니라 일반 상대성 이론을 이해하는 데 중요한 역할을하며 우주 진화에 중요한 역할을 한 것으로 여겨집니다.
이 때문에 천문학 자들은 수년 동안 은하계에서 블랙홀의 인구 조사를 부지런히 시도해 왔습니다. 그러나 새로운 연구에 따르면 천문학 자들은 블랙홀 전체를 간과했을 수 있습니다. 이것은 천문학 자 팀이 태양 질량이 세 개가 넘는 블랙홀을 관측 한 최근 발견에서 나온 것으로 현재까지 발견 된 가장 작은 블랙홀입니다.
“비 상호 작용하는 저 질량 블랙홀-거대한 별 이진 시스템”연구는 최근 저널에 실렸다. 과학. 이 팀은 오하이오 주립 대학의 천문학 자들이 이끄 었으며 하버드-스미소니언 천체 물리 센터, 카네기 과학 연구소, 암흑 우주론 센터, 여러 관측소 및 대학교의 구성원들을 포함시켰다.
이 발견은 천체 물리학 자들이 이전에 알지 못했던 물체를 식별했기 때문에 특히 주목할 만했습니다. 결과적으로 과학자들은 이제 우리 은하의 블랙홀 집단에 대해 그들이 알고 있다고 생각한 것을 재고해야합니다. 오하이오 주립대 천문학과 교수 인 토드 톰슨 (Todd Thompson)은 다음과 같이 설명했다.
“우리는 아직 블랙홀을 찾기 위해 아직 조사하지 않은 다른 인구가 있다는 힌트를 보여주고 있습니다. 사람들은 초신성 폭발, 초 거대 검은 별이 어떻게 폭발하는지, 초 거대 별에서 요소가 어떻게 형성되었는지 이해하려고 노력하고 있습니다. 따라서 새로운 블랙홀 인구를 밝힐 수 있다면 어떤 별이 폭발하고 어떤 별이 폭발하지 않고 어떤 블랙홀이 중성자 별을 형성하는지에 대해 더 많이 알 수 있습니다. 새로운 연구 영역이 열립니다.”
시간과 공간에 미치는 영향으로 인해 천문학 자들은 오랫동안 블랙홀과 중성자 별을 찾고 있습니다. 별이 죽을 때 나타나는 결과이기도하기 때문에 별의 수명주기와 요소가 어떻게 형성되는지에 대한 정보를 제공 할 수도 있습니다. 그러기 위해서는 천문학 자들이 먼저 우리 은하에서 블랙홀의 위치를 결정해야하며, 무엇을 찾아야하는지 알아야합니다.
그것들을 찾는 한 가지 방법은 두 개의 별이 상호 중력으로 인해 서로 궤도에 고정되어있는 이진 시스템을 찾는 것입니다. 이 별들 중 하나가 수명이 다했을 때 중력 붕괴를 겪으면 중성자 별이나 블랙홀을 형성하기 위해 붕괴됩니다. 동반자가 진화의 RBP (Red Branch Phase)에 도달하면 상당히 확장 될 것입니다.
이 확장으로 인해 붉은 거인은 블랙홀이나 중성자 별 동반자가 될 것입니다. 이로 인해 재료가 전자의 표면에서 당겨져 천천히 후자에 의해 소비됩니다. 이것은 별에서 나온 물질이 블랙홀 컴패니언에 방출 될 때 방출되는 열과 엑스레이에 의해 증명됩니다.
지금까지 천문학 자들이 확인한 우리 은하의 모든 블랙홀은 5 ~ 15 개의 태양 질량이었다. 반대로 중성자 별은 일반적으로 약 2.1 태양 질량보다 크지 않습니다. 2.5 태양 질량보다 큰 것은 붕괴되어 블랙홀을 형성하기 때문입니다. 블랙홀 합병에 의한 LIGO와 Virgo가 공동으로 중력파를 감지했을 때, 각각 31과 25의 태양 질량이었다.
이것은 천문학 자들이 정상 범위로 간주했던 것 외에 블랙홀이 발생할 수 있음을 보여 주었다. 톰슨이 말한 것처럼 :
“즉시 모든 사람들이‘와우’와 같았습니다. 정말 놀라운 일이었습니다. LIGO가 효과가 있었음을 증명했을뿐만 아니라 대중이 거대했기 때문입니다. 그 크기의 블랙홀은 큰 문제입니다 – 우리는 전에 본 적이 없었습니다.”
이 발견은 Thompson과 그의 동료들에게 가장 큰 중성자 별과 가장 작은 블랙홀 사이에 발견되지 않은 물체가있을 가능성을 고려하도록 영감을주었습니다. 이를 조사하기 위해 그들은 은하계의 약 10 만 개의 별에서 스펙트럼을 수집하는 천문학적 조사 인 Apache Point Observatory Galactic Evolution Experiment (APOGEE)의 데이터를 결합하기 시작했습니다.
Thompson과 그의 동료들은 별이 다른 물체 주위를 공전하고 있는지를 나타내는 변화의 징후에 대해이 스펙트럼을 조사했습니다. 특히, 별이 도플러 편이의 신호를 보이고 있다면 – 스펙트럼이 파란색 끝을 향한 이동과 붉은 파장을 번갈아 가며 번갈아 가면서 보이지 않는 동반자를 선회하고 있음을 나타냅니다.
이 방법은 항성이 행성의 궤도 시스템을 가지고 있는지 여부를 결정하는 가장 효과적이고 대중적인 방법 중 하나입니다. 행성이 별을 공전함에 따라, 행성이 행성을 앞뒤로 움직이게하는 중력을 발휘합니다. 이 같은 종류의 변화는 Thompson과 그의 동료들에 의해 APOGEE의 어떤 별들이 블랙홀을 공전하고 있는지 판단하기 위해 사용되었습니다.
톰슨은 APOGEE 데이터를 가장 흥미로운 것으로 알려진 200 명의 후보자로 좁히기 시작했습니다. 그는 Tharindu Jayasinghe (오하이오 주립 대학원 연구원)에게 데이터를 제공했으며, OSU가 운영하고 1,000 개가 넘는 초신성을 발견 한 All-Sky Automated Survey for Supernovae (ASAS-SN)의 데이터를 사용하여 수천 개를 컴파일했습니다. 각 후보의 이미지.
이것은 알려진 블랙홀보다 훨씬 작지만 알려진 중성자보다 훨씬 큰 궤도를 돌고있는 거대한 붉은 별을 드러냈다. 이 결과와 TRES (Tillinghast Reflector Echelle Spectrograph) 및 Gaia 위성의 추가 데이터와 결과를 결합한 결과, 태양 질량의 약 3.3 배인 블랙홀을 발견했습니다.
이 결과는 새로운 종류의 저 질량 블랙홀의 존재를 확인할뿐만 아니라 새로운 위치를 찾는 새로운 방법을 제공했습니다. 톰슨은 다음과 같이 설명했다.
"여기서 우리가 한 일은 블랙홀을 검색하는 새로운 방법을 제시하지만, 천문학 자들이 이전에 알지 못했던 새로운 종류의 저 질량 블랙홀 중 하나를 잠재적으로 식별했습니다. 많은 것들이 그들의 형성과 진화에 대해 말하고, 그들의 본성에 대해 말해줍니다.”
