Ligikaudu 16 000 valgusaasta kaugusel Maast asub miljonite tähtede sfääriline gloobus, mis pärineb universumi algusaastatest. Selle tiheda kobara, nimega 47 Tucanae, raadius on umbes 200 valgusaastat ja see on üks säravamaid kobaraid meie öises taevas. 47 Tucanae sees on intensiivsed gravitatsioonijõud aja jooksul tähti sorteerinud, surudes vähem tihedad tähed väljapoole ja tekitades väga tiheda sisemise tuuma, mis on välisele kontrollile vastu.
Seotud sisu
- Kas saaksite musta augu sisse põrgata?
- Teadlased kuulevad, et põrkuvad kaks veelgi iidset musta auku
- Supermassiivsed mustad augud võivad olla tavalisemad kui seni arvati
- Vanad, tihedad täheparved võivad olla koht, kus otsida keerulist võõrast elu
"Globaalsete klastrite õppimine on kurikuulsalt keeruline, " ütleb Harvard-Smithsoniani astrofüüsikakeskuse astrofüüsik Bülent Kiziltan. Tema sõnul on üksteise kõrvale pakitud nii palju tähti, et radiatsiooni hõivamine ühe keskelt on peaaegu võimatu. Ehkki teadlased on juba ammu kahtlustanud, et 47 Tucanae keskuses võib olla must auk, nagu näivad paljud teised globaalsed klastrid, pole nad suutnud seda tõestada.
Eile ajakirjas Nature avaldatud uuringus on Kiziltan ja tema kolleegid aidanud 47 Tucanae südamel leida uue keskmise suurusega mustade aukude klassi.
Vaatamata nimele pole mustad augud tegelikult nii mustad, väidab Kiziltan. Tema sõnul rebivad tähed ebaõnnestunult veetma, et nende tõmbesse vajuda, moodustavad nad enda ümber säravate kuumade gaaside ketta, mida tuntakse akumuleerimiskettana. Mustad augud ei lase nähtavast valgust põgeneda, kuid tavaliselt eraldavad need gaase röntgenikiirgust. 47 Tucanae on aga nii tihe, et selle keskele pole musta auru tarbimiseks gaase jäänud.
Kiziltan kasutas oma teadmisi veel ühe veidra tüüpi kosmoseobjekti - pulsars - jaoks, et proovida uut moodi nende raskesti tabatavate mustade aukude tuvastamiseks.
Pulsarid "pakuvad meile platvormi, mida saame kasutada keskkonnas väga väikeste muudatuste uurimiseks, " ütleb Kiziltan. Neid tähti, mis kiirgavad "regulaarseid impulsse" väga korrapäraste ajavahemike järel, saab kasutada võrdluspunktidena kosmiliste moodustiste, sealhulgas globaalsete klastrite kaardistamiseks; Kiziltan võrdleb neid "kosmiliste aatomkelladega".
Kahe tosina pulsaatori abil 47 Tucanae serval suunajatena suutsid Kiziltan ja tema meeskond ehitada simulatsioone sellest, kuidas globaalne klaster aja jooksul arenes ja eriti kuidas tihedamad ja vähem tihedad tähed sortisid end tänapäeva positsioonidesse.
Need simulatsioonid olid tohutud ettevõtmised, ütles Kiziltan, et isegi eriti võimsates arvutites on vaja umbes kuue kuni üheksa kuud. Seetõttu ei olnud ta põnevil, ütles ta, kui looduse ülevaatajad küsisid täiendavaid simulatsioone, mille lõpetamiseks kulus veel aasta.
Kuid see pingutus oli seda väärt, väidab Kiziltan, sest see tõi kaasa midagi enneolematut: esimene ümmarguse klastri sees oleva musta augu avastamine. Pärast sadade simulatsioonide käivitamist oli tema sõnul ainus võimalik stsenaarium, mis võib viia tänapäeva 47 Tucanae arenguni, globaalse klastri tihedas, gaasivabas keskuses asuvat musta auku. See varem läbimõtlemata keskkond musta augu jaoks avab uusi kohti nende otsimiseks, ütles Kiziltan.
"Võib vaid ette kujutada, mis varitseb teiste globaalsete klastrite keskusi, " ütleb Kiziltan.
Põnev on ka Kiziltani sõnul musta augu suurus, mida tema simulatsioonid ennustasid. Siiani on teadlased enamasti leidnud väikesed mustad augud (nende tähtede suurus, mis nende moodustamiseks kokku varises) ja ülimassiivsed mustad augud (tuhandeid kordi suuremad kui meie Päike). Keskmise suurusega mustad augud on teadlastest enamasti kõrvale hiilinud - ehkki mitte proovimise puudumise tõttu.
Tucanae 47 keskpunkti ennustatav must auk jääb selle haruldase kesktee alla, vahendab Kiziltan. Selle võimaliku musta augu edasine uurimine võiks anda uut teavet selle kohta, kuidas ja miks need suuresti tundmatu tüüpi mustad augud tekivad.
Võib-olla isegi olulisem kui avastused ise on see, kuidas Kiziltan ja tema meeskond nende juurde jõudsid. Kiziltan ja tema kaastöötajad tuginesid kahe ameerika krüptograafi poolt 1950ndatel välja töötatud matemaatilisele teooriale, et aidata kaardistada tähtede tõenäolist jaotust 47 Tucanaes. "Nad töötasid selle matemaatilise meetodi välja, et koondada mittetäielik teave suurema pildi nägemiseks, " räägib Kiziltan.
Kiziltan töötab nende uue lähenemisviisi täpsustamiseks ja kasutab seda uut meetodit, et vaadata tähtede teisi populatsioone varem nägemata mustade aukude jaoks. Ta leiab, et lähiaastatel on võrgus kasutatavad uued võimsad teadusarvutid ja muud vahendid.
"Oleme selles töös esimest korda palju asju teinud, " sõnab Kiziltan. Samal ajal on veel vaja teha nii palju asju.
