연구자들이 발견 한 "몬스터 블랙홀"은 결국 괴물이 아닙니다. 그러나 과학이 발전하는 방식에서 오류를 찾아서 수정하기 위해 노력하고 있습니다.
최근 한 연구 (11 월 27 일에 발표 된 동료 검토 연구)에서 한 과학자 팀은 이진 시스템 LB-1의 발견에 대해보고했으며이 발견에 따르면 블랙홀 동반자는 질량의 70 배 우리 태양의. 이것은 주요 뉴스였으며, 별의 질량이 큰 블랙홀 (별의 중력 붕괴에 의해 형성된 블랙홀)은 일반적으로 절반보다 작습니다. 그러나 중국 과학원 (National Academy of Sciences)의 중국 국립 천문대 (National Astronomical Observatory of China, NAOC)의 Jifeng Liu가 이끄는이 연구는 흥미 진진했지만, 틀렸다.
이번 주 Liu의 연구 결과를 재검토 한 3 개의 새로운 논문이 나 왔으며,이 연구에 따르면 LB-1의 블랙홀이 실제로 그렇게 크지는 않다고합니다.
이상한 블랙홀
스텔라-매스 블랙홀은 일반적으로 물체가 동반하는 별에서 나오는 가스에서 나오는 밝은 X 선 방출로 식별됩니다. 그러나 LB-1에서 발견 된 블랙홀은 "비상 호작용"입니다. 다시 말해, 그것은 별에서 가스를 배출하지 않기 때문에 밝은 방출을 통해 찾을 수 없습니다. 과학자들은 우주에 이러한 유형의 블랙홀에 대한 많은 예가 있다고 생각하지만, 이러한 물체는 발견하기 어렵 기 때문에 몇 개의 관측소가 있는지에 대한 관측은 거의 없습니다.
따라서 시스템에 블랙홀이 있는지 확인하기 위해 Liu의 팀은 시스템 스타의 도플러 이동과 짙은 빨간색 방출 선의 움직임을 관찰하여 간접적으로 물체를 찾고 연구해야했습니다.
도플러 현상 하에서, 지구를 향해 움직이는 물체는 빛의 파장이 짧아지기 때문에 파란색으로 보이고, 파장이 길어지면 멀어 질 때 적색으로 나타납니다. H- 알파 방출 라인으로 알려진 방출 라인은 스펙트럼에서, 또는 어두운 라인이다. 스펙트럼 선은 종종 원자 또는 분자를 식별하는 데 사용되며이 특정 선은 수소 전자에 의해 생성됩니다. Liu의 팀은이 라인이 블랙홀 주변의 accretion 디스크에서 나온 것으로 추정하여 작업을 완료했습니다.
도플러 이동의 변화를 측정함으로써 연구원들은 물체의 속도와 질량을 결정할 수있었습니다. "스타와 동반자가 같은 양으로 가속하고 있다면, 그것들은 같은 질량을 가짐을 의미하며, 훨씬 덜 가속하면 훨씬 무거울 것입니다."버클리 캘리포니아 대학교 천문학 박사 과정 학생 Kareem El-Badry 이 결과를 분석 한 세 논문 중 하나의 공동 저자는 말했다. 따라서 Liu의 팀은 블랙홀에서 나온 방출의 흔들림 움직임을 측정 할 때 블랙홀의 속도가 블랙홀의 속도가 엄청나게 크다는 것을 의미한다고 결정했습니다.
만약 실제로 방출이 블랙홀에서 나오고 그들이보고 한대로 움직이면, 실제로 시스템에 엄청난 물체가 있다는 것을 의미한다고 El-Badry는 설명했다.
이 결론의 주요 문제는 무엇입니까? 제안 된 초 거대 물체의 주요 증거가 된이 방출 선은 흔들리지 않았다. 사실, 그것은 전혀 움직이지 않았다. Liu의 팀의 결론에 관한 새로운 논문은 발견되었다.
대담한 주장
지난 몇 주 동안 "불가능한"70 태양 질량 블랙홀에 대한 이야기를 들었을 것입니다. 오늘날의 냉수 용량에서 우리는 데이터가 잘못 해석되었다고 주장하며 비정상적으로 거대한 BH의 증거는 없습니다. 1 / https://t.co/hWLhvaFK1F pic.twitter.com/FoEPifPegc2019 년 12 월 10 일
이상하게도 거대한 블랙홀 발견에 대한 주장은 엘바 드리를 처음으로 이상하게 생각했다. 왜냐하면 이러한 유형의 블랙홀은 이러한 질량으로 결코 관찰 된 적이 없기 때문이다. El-Badry는 Space.com에 "이 논문이 나왔을 때 처음으로 생각한 것은 증거가 더 좋을 것이라는 대담한 주장이다"라고 말했다. "당신은 항상 열린 마음을 유지해야하지만,이 경우, 그 주장은 확실히 특별했고 증거는 조금 더 흔들 렸습니다."
El-Badry가 발견 한 주요 이슈는 배출 라인이 움직이는 것만 보였습니다. 실제로 흔들리지 않았습니다.
UC 버클리의 천문학과 물리학 교수 인 El-Badry와 Eliot Quataert는 그들의 분석을 발표 월요일 (12 월 9 일) 프리 프린트 서버 arXiv에. 그들의 논문은 왕립 천문 학회 월간 고지에 실려 논문으로 제출되었다.
누락 된 흡수 라인
그렇다면 배출 라인은 어떻게 "움직이는 것처럼"보일 수 있습니까? 글쎄, 그것은 흡수선 위에 정렬되어 환상을 만들어 냈습니다.
환상을 이해하려면 먼저 흡수선이 무엇인지 알아야합니다. 별을 둘러싸고있는 외부 대기층은 별에서 나오는 빛을 흡수하는 흡수 물질의 역할을합니다. 그래서 연구자들은 별에서 나오는 빛의 스펙트럼을 연구 할 때, 원자 상태 사이에서 천이되는 대기의 원자에 의해 생성되는 흡수선을 볼 수 있습니다.
El-Badry는 LB-1의 별과 함께 방출 라인에 "숨겨진"흡수 라인이 있다고 말했다. 이러한 상황은 방출 라인이 움직이고 있다는 착각을 일으킬 수 있으며 El-Badry와 다른 논문 뒤에있는 과학자들이 연구에서 설명하고 보여준 도플러 시프트의 모습을 만들어냅니다. Liu의 팀과 동일한 연구 데이터를 사용한 El-Badry와 Quataert는 배출 라인 측정에서 흡수 라인을 간단히 빼서 배출 라인이 전혀 움직이지 않는 것을 발견했습니다.
이러한 방출의 움직임이 없다면, 오하이오 주립대 천문학과의 교수 인 Todd Thompson은이 논문들에 관여하지 않은 Space.com에 두 가지 가능한 해석이 있다고 설명했다. 시스템의 두 번째 물체는 지금까지 관측 된 것보다 훨씬 더 무겁거나 (70 개 이상의 태양 질량) LB-1에 평균 크기의 블랙홀이있을 수 있으며 방출 선은 다른 곳에서는 톰슨이 말했다.
"미국에있는 미국 자연사 박물관의 선임 과학자이자"StarTalk Radio "의 공동 주최자 인 Jackie Faherty는"아무것도있다. 단지 규칙적이고 별이 많은 블랙홀 일뿐 "이라고 말했다. .com. Faherty는이 논문들에 관여하지 않았습니다.
그러나 방출 라인이 아마도 블랙홀에서 나오지 않기 때문에 연구자들은 블랙홀 질량의 정확한 추정치를 얻을 수 없습니다. 그러나 El-Badry 팀의 분석에 따르면 블랙홀은 5 ~ 20 개의 태양 질량 일 가능성이 높으며, 논문에서 설명한 것처럼 "가장 타당한 것으로 보인다"고합니다.
발견 ... 파열?
Liu 팀의 주장을 재검토하는 두 개의 추가 논문이 나왔습니다. 하나, 뉴질랜드 이론 천문학 자 J.J. 엘 드리지arXiv에 게시 된,는 시스템 분석에 이론적 인 접근 방식을 취했습니다. 이 연구의 연구원들은 과학자들이 LB-1에 대해보고 된 관측치와 일치하는 이진을 찾을 수 있는지 알아보기 위해 이종 시스템의 다른 종류의 큰 라이브러리를 시뮬레이션했습니다. 그들은 할 수있는 몇 가지를 찾았지만 70 태양 질량의 검은 구멍이 없었습니다.
다른 연구또한 arXiv에 출판되어 벨기에 KU Leuven 대학의 천문학 연구소의 Michael Abdul-Masih가 이끄는 El-Badry와 비슷한 접근 방식을 취했습니다. 그러나 Liu의 팀과 동일한 데이터를 사용하는 대신,이 연구원들은 다른 망원경을 사용하여 자신의 이진 시스템 스펙트럼을 수집했습니다. 그들은 또한 배출 라인 아래에 흡수 라인을 배치하여 LB-1의 것과 같이 방출이 이동하는 것처럼 보이는 시뮬레이션을 수행했습니다. 이러한 시뮬레이션에서 Abdul-Masih의 팀은 선이 앞뒤로 움직이는 것처럼 보이며 시스템의 방출 선이 움직이는 것처럼 보인다는 추가 증거를 제공했습니다.
LB-1 교환
Faherty는“정말 너무 흥분된 것 같았다. 그러나 그녀는 "이것은 또한 과학이 발전하는 방식이기도하다"고 덧붙였다.
Faherty는 "이런 일이 발생해도 괜찮습니다.… 이전 결과에 대한 수정일뿐입니다. 이런 상황이 발생해도 괜찮습니다."라고 덧붙였습니다. "과학은 발전하고 발전한다."
이러한 후속 연구는 LB-1의 2 차 물체가 실제로는 매우 희귀 한 초 거대 블랙홀이 아니라는 증거를 제공했습니다. 그러나, 그것은 여전히 굉장히 흥미로운 대상이며 더 공부할 가치가 있다고 El-Badry는 말했다.
이러한 후속 분석을 포함하여 최초의 연구에 많은 관심이 있었기 때문에 LB-1 시스템 및 이와 유사한 시스템에 대한 연구에 대한 관심이 높아졌습니다.
과학자들은 LB-1과 관련된 것과 같은 상호 작용하지 않는 블랙홀을 식별하고 연구함으로써 이러한 어려운 물체에 대해 더 많이 배울 수 있습니다. 우주에서 일반적이라고 말하면 밝은 X 선 방출을 생성하지 않기 때문에 발견하기가 어렵습니다.
톰슨은 "이 상호 작용이없는 블랙홀을 찾아 보는 것은 매우 흥미로운 시간이다. 그들은 매우 흥미로운 시스템을 발견했다"고 말했다. "두 성분 사이에 활발한 상호 작용이없는 항성 바이너리에 블랙홀이 있어야하는 인구가있다"고 덧붙였다.
또한 과학자들이이 H- 알파 방출 선의 정확한 위치를 계속 조사한다면 흥미로울 수 있습니다. Faherty는 LB-1을 재검토 한 논문에서“둘째 물질이 그것을 설명 할 수는 있지만 약간의 수수께끼가 될 수있다”고 제안했다.
Space.com은 Liu의 팀에 의견을 요청했으며 Liu는 "이러한 모든 문제를 해결하기 위해 논문을 작성하고있다"고 말했다. 그는 그의 팀이 다음 주 언젠가 그 논문이 나올 것으로 예상한다고 덧붙였다.
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