ניתוח של מהירויות כוכבים ותאוצות פולסרים באומגה קנטאורי שנעשה לאחרונה מצביע על צביר של חורים שחורים כוכביים ולא חור שחור אחד בגודל בינוני

האם התעלומה בת עשרות שנים הקשורה לתנועות הכוכבים המוזרות באלפא קנטאורי נפתרה סוף-סוף?
אומגה קנטאורי, צביר כוכבים מסיבי עם קרוב לעשרה מיליון כוכבים, נמצא בקבוצת קנטאורי. המהירויות הגבוהות באופן חריג של כוכבים קרוב למרכזו הן תעלומה ותיקה עבור האסטרונומים. התפתחו שתי תיאוריות הסבר עיקריות: קיומו של חור שחור בגודל בינוני (IMBH), ששוקל בערך פי 100,000 ממסת השמש, או צביר של כוכבים שחורים כוכביים קטנים יותר, שכל אחד שוקל מסות שמש בודדות.
ההתפתחות של כוכבים מצביעה על כך שחורים שחורים ייווצרו באופן טבעי במרכז הצביר. אבל האסטרונומים האמינו שרוב החורים השחורים האלה ייפלטו עם הזמן בגלל אינטראקציות של מקלעת כבידתית עם כוכבים סמוכים. בגלל ההנחה הזאת קיומו של IMBH יחיד נראה סביר יותר. תאוריית ה-IMBH קיבלה תמיכה נוספת כשחוקרים הבחינו בכוכבים שנעים במהירות גבוהה אף יותר סמוך לליבת אומגה קנטאורי, ואינטראקציות עם חור שחור מרכזי מסיבי הן הסבר אפשרי.
אסטרונומים מתלהבים מחורים שחורים בגודל בינוני (IMBHs) כי הם אולי "החוליה החסרה" בין חורים שחורים כוכביים וחורים שחורים על-מסיביים. חורים שחורים כוכביים נוצרים ממותם של כוכבים מסיביים וכבר אותרו באמצעות מגוון של טכניקות שונות. חורים שחורים על-מסיביים נמצאים במרכזן של גלקסיות גדולות ויכולים לשקול מיליוני עד מיליארדי מסות שמש. אנו לא יודעים כיום איך הם נוצרים או אם הם מתחילים את חייהם כחורים שחורים כוכביים. מציאת IMBH יכולה לפתור את התעלומה הקוסמית הזאת.
במחקר החדש הסתכלו מחדש במהירויות האנומליות של כוכבים במרכז אומגה קנטאורי, אבל הפעם השתמשו בנתונים חדשים. החוקרים שילבו בפעם הראשונה את נתוני המהירויות האנומליות עם נתונים חדשים של תאוצות של פולסרים. פולסרים, כמו חורים שחורים, נוצרים מכוכבים מתים. הם שוקלים עד שתי מסות שמש, קוטרם רק כעשרים ק"מ והם יכולים להסתובב עד 700 פעמים בדקה. כשהם מסתובבים, הם פולטים גלי רדיו לאורך ציר הסיבוב, ונוקפים כמו סביבון. אלומות הרדיו עוברות ליד הארץ כמו מגדלור, ואנו יכולים לגלות אותן.
פולסרים הם כוכבי נייטרונים מסתובבים מאוד ממוגנטים שפולטים אלומות של קרינה א"מ מהקטבים שיוצרות פעימות שנקלטות בארץ.
פולסרים הם שעונים טבעיים, מדויקים כמו שעונים אטומיים בארץ. מדידה קפדנית של השינוי בקצב הסיבוב שלהם מאפשרת לאסטרונומים לחשב איך הפולסרים מאיצים, ולחקור ישירות את חוזק שדה הכבידה במרכז אומגה קנטאורי. החוקרים שילבו את מדידות התאוצה החדשות האלה עם מהירויות הכוכבים הצליחו להבדיל בין IMBH וצביר של חורים שחורים, לטובת הצביר.
פרופ' ג'סטין ריד, ממחברי המאמר, אמר: "המצוד אחרי IMBH נמשך, אבל ממחקרנו עולה שהוא חייב לשקול פחות מכ-6,000 מסות שמש ולהתקיים לצד צביר של חורים שחורים כוכביים. יש, עם זאת, סיכוי טוב שנמצא IMBH בקרוב".
עוד בנושא באתר הידען:
תגובה אחת
אתחיל בשאלה ששאלתי את הבינה המלאכותית: י
In twin paradox, the travelling twin is younger when they are reunited.
But what’s happening if the travelling twin is stationary relative to the cmbr? Let say they both started at a speed of factor gama equals 10 relative to the cmbr and the travelling twin accelerated until he is stationary relative to the cmbr, travel for one year according to his clock, and then returns to his brother
התשובה שקיבלתי: י
Let me think about this interesting variant of the twin paradox step by step.
1) Initial conditions:
– Both twins start moving at γ=10 relative to the CMB rest frame
– The "traveling" twin decelerates to become stationary relative to CMB
– Stays there for 1 proper year
– Then accelerates back to rejoin their twin
2) Key points to consider:
– The "stationary" twin maintains γ=10 relative to CMB throughout
– The "traveling" twin experiences proper time during acceleration phases
– Special relativity tells us that proper time is maximum in the frame where an object is at rest
3) Analysis:
– During the travel period in CMB frame:
* "Stationary" twin's time dilation: Their 1 year dilates by γ=10
* "Traveling" twin experiences:
– Deceleration phase (some proper time)
– 1 year proper time while stationary in CMB frame
– Acceleration phase (some proper time)
4) Crucial insight:
The "stationary" twin is actually the one moving at high speed relative to the CMB frame. They experience more time dilation than their "traveling" sibling who spends most time in the CMB rest frame.
Therefore, in this scenario, the "traveling" twin who becomes stationary relative to the CMB would actually be OLDER when they reunite, not younger. This is because they spend significant time in a frame with less time dilation (the CMB rest frame), while their sibling remains in a highly time-dilated state throughout.
This is a fascinating inversion of the classic twin paradox result, showing how our choice of reference frame can dramatically affect the outcome. The key is that being at rest in the CMB frame minimizes time dilation, while moving at γ=10 relative to it causes significant time dilation.
Would you like me to elaborate on any part of this analysis? For instance, we could calculate the exact age difference if you'd like to specify the acceleration phases in more detail.
על פי התשובה התאום המטייל הוא שיזדקן ואחיו שנשאר מאחור יהיה צעיר יותר כאשר יפגשו אחרי הטיול
זו התשובה שקיבלתי מכל אפליקציות הבינה המלאכותית בפירוט שונה, אך בתוצאה זהה