Teoriassa musta aukko on helppo tehdä. Ota vain ainepala, purista se palloksi, jonka säde on pienempi kuin Schwarzschildin säde, ja pöh! Sinulla on musta aukko. Käytännössä asiat eivät ole niin helppoja. Kun puristat ainetta, se työntyy taaksepäin, joten sen puristamiseen tarpeeksi kovaa tarvitaan tähden painoa. Tästä johtuen yleisesti ajatellaan, että pienimpienkin mustien aukkojen on oltava vähintään 5 auringon massaa kooltaan. Mutta tuore tutkimus osoittaa, että alaraja saattaa olla vielä pienempi.
Teos keskittyy punaiseen jättiläistähteen, joka tunnetaan nimellä V723 Monoceros. Tällä tähdellä on ajoittainen huojunta, mikä tarkoittaa, että se on lukittu kiertoradalle seuralaisen kohteen kanssa. Seuralainen on liian pieni ja tumma nähdäkseen suoraan, joten sen on oltava joko neutronitähti tai musta aukko. Tarkemmin tarkasteltuna käy ilmi, että tähti ei vain heilu kiertoradalla seuralaisensa kanssa, vaan kumppaninsa muuttaa sitä painovoimaisesti, mikä tunnetaan vuorovesihäiriönä.
Kuinka V723 Monin vääristynyt muoto vaikuttaa sen valokäyrään. Luotto: K. Masuda ja T. Hirano
Sekä V723 Monin kiertoradan huojunta että vuorovesihäiriöt voivat Dopplerilla siirtää siitä tulevaa valoa. Koska nämä molemmat vaikutukset riippuvat kumppanin massasta, voit laskea kumppanin massan. Se osoittautuu noin 3 auringon massaksi.
Tämä on outoa, koska se kuuluu niin sanottuun [massarakoon] (/blog/dark-edge/ mass gap) kompakteille rungoille. Ydinfysiikkakäsityksemme mukaan neutronitähden ei pitäisi olla suurempi kuin 2,5 Auringon massaa. Suurin havaitsemamme neutronitähti on noin 2,24 Auringon massaa. Koska mustien aukkojen tulisi olla suurempia kuin 5 auringon massaa, on aukko, jossa ei odota näkevän kompakteja kappaleita. Ja tämä esine on aivan sen keskellä.
Tämä grafiikka näyttää viimeisimmän sulautumisen verrattuna tunnettuihin mustiin aukkoihin ja neutronitähtiin. Luotto: LIGO-Virgo/ Frank Elavsky & Aaron Geller (Northwestern)
Tämä ei ole ensimmäinen kerta, kun olemme havainneet esineen massavälissä. Vuonna 2019 LIGO ja Virgo havaitsivat gravitaatioaaltoja a 23 aurinkomassan ja 2,6 aurinkomassan kohteen sulautuminen. Vaikka sulautumisobjekti saattoi olla suuri neutronitähti, tämä uusi kohde näyttää liian suurelta siihen. Tällä hetkellä todisteet viittaavat vahvasti siihen, että se on musta aukko. Jos tämä on totta, se on pienin löytämämme musta aukko.
Se olisi myös lähin löytämämme musta aukko, joka sijaitsee vain 1 500 valovuoden päässä. Tähtitieteilijät ovat antaneet tälle esineelle lempinimen Yksisarvinen, osittain sen ainutlaatuisten ominaisuuksien vuoksi, ja osittain se on yksisarvisen tähdistössä. Vaikka emme voi vielä vahvistaa, että yksisarvinen on musta aukko, voimme tehdä lisätutkimuksia. Joten luulen, että näitä tulevia tutkimuksia voisi kutsua yksisarvisetsastajaksi.
Viite:Masuda, Kento ja Teruyuki Hirano. Vuorovesivaikutukset V723:n säteen nopeuksiin ma: lisätodisteita pimeästä 3 M? Kumppani. 'The Astrophysical Journal Letters910.2 (2021): L17.
Viite:Jayasinghe, T., et ai. ' Yksisarvinen Monocerosissa: 3 M? tumma kumppani kirkkaalle, lähellä olevalle punaiselle jättiläiselle V723 Mon on ei-vuorovaikutteinen, massavälin mustan aukon ehdokas .'arXiv preprintarXiv: 2101.02212 (2021).