În centrul galaxiei noastre, Calea Lactee locuiește un behemoth. Un obiect atât de masiv încât nimic nu poate scăpa de atracția sa gravitațională, nici măcar de lumină. De fapt, credem că majoritatea galaxiilor au una dintre ele. Sunt, desigur, găuri negre supermasive.
Gurile negre supermasive sunt stele care s-au prăbușit într-o singularitate. Teoria generală a relativității a lui Einstein a prezis existența lor. Și aceste găuri negre sunt înconjurate de ceea ce este cunoscut sub numele de orizont de eveniment, care este cam ca punctul de a nu se întoarce pentru nimic care se apropie prea mult de gaura neagră. Dar nimeni nu a dovedit de fapt existența orizontului evenimentului.
Unii teoreticieni consideră că altceva ar putea sta în centrul galaxiilor, un obiect obiect supermassiv mai ciudat decât o gaură neagră supermasivă. Teoreticienii cred că aceste obiecte au evitat cumva soarta unei găuri negre și nu s-au prăbușit într-o singularitate. Ei nu ar avea orizont de eveniment și ar avea în schimb o suprafață solidă.
„Întreaga noastră idee este să transformăm această idee a orizontului de eveniment într-o știință experimentală și să aflăm dacă orizonturile de evenimente există sau nu”, spune Pawan Kumar, profesor de astrofizică, Universitatea din Texas la Austin.
O echipă de cercetători de la Universitatea Texas din Austin și Harvard University s-au confruntat cu problema. Wenbin Lu, Pawan Kumar și Ramesh Narayan au vrut să arunce o lumină asupra problemei orizontului evenimentului. Ei s-au întrebat despre obiectul de suprafață solid și ce se va întâmpla când un obiect ca o stea s-a ciocnit cu acesta. Și-au publicat rezultatele în avizele lunare ale Royal Astronomical Society.
„Întreaga noastră idee este să transformăm această idee a orizontului de eveniment într-o știință experimentală și să aflăm dacă orizonturile de evenimente există sau nu”, a spus Pawan Kumar, profesor de astrofizică la Universitatea Texas din Austin, într-o presă eliberare.
Deoarece o gaură neagră este o stea prăbușită într-o singularitate, aceasta nu are suprafață și are în schimb orizont de eveniment. Dar dacă cealaltă teorie se dovedește a fi adevărată, iar obiectul are o suprafață solidă în locul unui orizont de eveniment, atunci orice obiect care se ciocnește cu acesta ar fi distrus. Dacă o stea urma să se ciocnească cu această suprafață dură și să fie distrusă, echipa s-a supărat, atunci gazul de la stea ar înconjura obiectul și ar fi strălucit aprins luni întregi sau chiar ani.
Dacă acesta ar fi fost cazul, atunci echipa a știut ce să caute. De asemenea, au descoperit cât de des se va întâmpla acest lucru.
"Am estimat rata stelelor care cad pe găurile negre super-masive", a spus Lu în același comunicat. „Aproape fiecare galaxie are una. Am considerat doar cele mai masive, care cântăresc aproximativ 100 de milioane de mase solare sau mai mult. Există aproximativ un milion dintre ei în câteva miliarde de ani-lumină de Pământ. ”
Acum aveau nevoie de o modalitate de a căuta cerul pentru aceste obiecte și l-au găsit în arhivele telescopului Pan-STARRS. Pan-STARRS este un telescop de 1,8 metri din Hawaii. Acest telescop a finalizat recent un sondaj pe jumătate din emisfera nordică a cerului. În cadrul sondajului, Pan-STAARS a petrecut 3,5 ani căutând obiecte tranzitorii pe cer, obiecte care strălucesc și apoi se estompează. Au căutat în arhivele Pan-STARR pentru obiecte tranzitorii care aveau semnătura pe care au prezis-o de la stele care se ciocneau cu aceste obiecte super-masive, cu suprafață dură.
Trio-ul a prezis că, în intervalul de timp de 3,5 ani, capturat de ancheta Pan-STAARS, 10 dintre aceste coliziuni vor avea loc și ar trebui să fie reprezentate în date.
„Se pare că ar fi trebuit să detecteze mai mult de 10 dintre ei, dacă teoria suprafeței dure este adevărată.” - Wenbin Lu, departament de astronomie, Universitatea Texas din Austin.
„Având în vedere rata stelelor care cad pe găurile negre și densitatea numărului de găuri negre din universul din apropiere, am calculat câți astfel de tranzitorii Pan-STARRS ar fi trebuit să detecteze într-o perioadă de operare de 3,5 ani. Se pare că ar fi trebuit să detecteze mai mult de 10 dintre ei, dacă teoria suprafeței dure este adevărată ”, a spus Lu.
Echipa nu a găsit niciuna dintre sclipirile pe care le așteptau să vadă dacă teoria suprafeței dure este adevărată.
„Lucrările noastre implică faptul că unele, și poate toate, găurile negre au orizonturi de eveniment ...” - Ramesh Narayan, Centrul de Astrofizică Harvard-Smithsonian.
Desigur, ceea ce ar putea părea a fi un eșec. Nu pentru Einstein, oricum. Aceasta reprezintă încă un test de succes al Teoriei Relativității Generale a lui Einstein, care arată că orizontul de eveniment prevăzut în teoria sa pare să existe.
În ceea ce privește echipa, încă nu au abandonat ideea. De fapt, potrivit lui Pawan Kumar, profesor de astrofizică, Universitatea din Texas la Austin, „Motivul nostru nu este atât să stabilim că există o suprafață dură, ci să împingem granița cunoașterii și să găsim dovezi concrete că, într-adevăr, există un orizont de eveniment în jurul găurilor negre. "
„Relativitatea generală a trecut un alt test critic.” - Ramesh Narayan, Centrul pentru Astrofizică Harvard-Smithsonian.
„Lucrările noastre implică faptul că unele, și poate toate, găurile negre au orizonturi de evenimente și că materialul chiar dispare din universul observabil atunci când este tras în aceste obiecte exotice, așa cum ne-am așteptat de zeci de ani”, a spus Narayan. „Relativitatea generală a trecut un alt test critic.”
Echipa intenționează să continue să caute focarele asociate teoriei suprafeței dure. Privirea lor în datele Pan-STARRS a fost doar prima lor eroare.
Ei speră să-și îmbunătățească testul cu viitorul telescop de mare sondaj sinoptic (LSST) construit în Chile. LSST este un telescop cu câmp larg care va capta imagini ale cerului nocturn la fiecare 20 de secunde pe o perioadă de zece ani. În fiecare câteva nopți, LSST ne va oferi o imagine a întregului cer de noapte disponibil. Acest lucru va face studiul obiectelor tranzitorii mult mai ușor și mai eficient.
Mai multe lecturi: Rise of the Super Telescopes: The Grand Synoptic Survey Telescope
surse:
- Stelele cad ușor în găurile negre sau se prăbușesc în ceva necunoscut?
- Evenimentele de întrerupere stelare susțin existența orizontului evenimentului cu gaura neagră
