En la madrugada del 30 de abril, hora de Beijing, dos artículos publicados en la revista académica más importante del mundo, "Nature", organizaron una conversación en el aire. El tema de debate es: el equipo de Liu Jifeng en el Observatorio Astronómico Nacional de la Academia de Ciencias de China anunció el año pasado que el agujero negro estelar más grande tiene una masa 70 veces mayor que la del sol. ¿Es correcta la conclusión?
Estos dos artículos, uno de ellos es de Hugues Sana'a, profesor asociado del Departamento de Física y Astronomía de la Universidad de Lovaina, titulado "Sobre las características de un agujero negro de 70 veces la masa solar en el Sistema LB-1"; el otro es del equipo de Liu Jifeng, titulado "Restauración de las características de un agujero negro de 70 masas solares en el sistema LB-1".
De hecho, antes de esto, algunos equipos internacionales cuestionaron que las premisas clave utilizadas por el equipo de Liu Jifeng estuvieran equivocadas. El agujero negro LB-1 es mucho menos masivo y ni siquiera es un agujero negro, sino una estrella de neutrones o una estrella.
El equipo de Liu Jifeng admitió en su respuesta que la situación real era más complicada de lo que se imaginaba originalmente, pero los factores recién agregados no fueron suficientes para revertir la premisa. Actualmente lo están volviendo a analizar desde una perspectiva sucinta que se descubrió más tarde. Los resultados preliminares son consistentes con los anteriores. Puede alcanzar 65 veces la masa del Sol, lo que sigue siendo el agujero negro a nivel estelar más grande de la historia.
También esperan que el telescopio Gaia de la Agencia Espacial Europea aporte datos decisivos para este debate académico.
Antes de comprender los puntos de vista de ambas partes, sería mejor volver al punto de partida de la discusión: un agujero negro que ha sido evaluado como "imposible de existir".
Agujero negro "imposible"
2019 165438 El 28 de octubre, la revista "Nature" publicó un importante descubrimiento realizado por el Observatorio Astronómico Nacional y el equipo de investigación de Zhang. Basándose en el telescopio Guo Shoujing, el equipo descubrió un agujero negro con una masa de aproximadamente 70 veces la del sol en el sistema LB-1.
Muchos informes de los medios utilizan la palabra "imposible" para describirlo. El propio Liu Jifeng expresó "incredulidad" cuando lo descubrió por primera vez y creía que tal agujero negro "no debería" existir en la Vía Láctea.
La imaginación artística de LB-1.
De hecho, hay un agujero negro supermasivo en el centro de la galaxia, con un valor umbral de varios millones de veces la masa del sol. ¿Por qué el agujero negro LB-1 no puede tener 70 veces la masa del sol?
Resulta que el equipo de investigación determinó que el agujero negro LB-1 es un "agujero negro estelar", que es el tipo de agujero negro más pequeño en astrofísica. Su masa suele ser entre tres y varios cientos de veces la del sol y se forma a partir de la explosión de una estrella.
En general, cuanto más rico es el metal contenido en la estrella, más fuerte es el viento estelar que "barre" el material hacia afuera, y de antemano se pierde una gran cantidad de masa. Según esta inferencia, los agujeros negros estelares masivos sólo pueden formarse en entornos con baja metalicidad. Según la composición química de nuestra galaxia, no puede haber más de 30 veces más agujeros negros estelares.
Los agujeros negros estelares descubiertos previamente por los astrónomos en la Vía Láctea tienen de hecho menos de 20 veces la masa del sol.
El metal LB-1 descubierto esta vez es similar al sol, pero su masa es cercana a 70 veces la del sol. Obviamente es "súper primera clase" y desafía directamente la evolución estelar existente. teoría.
Por este motivo, David Reitz, director del Observatorio de Ondas Gravitacionales con Interferómetro Láser de EE. UU., lo elogió en su momento: "Este logro extraordinario estará en línea con el trabajo de LIGO y Virgo durante el Los últimos cuatro años los agujeros negros binarios detectados se fusionaron para promover el renacimiento de la investigación astrofísica de los agujeros negros."
Dos premisas clave
¿Cómo encontró el equipo de Liu Jifeng LB-1?
Su herramienta es el Telescopio Guo Shoujing del Observatorio Xinglong, que se centra en monitorear un área escaneada por el telescopio Kepler y rastrear el sistema estelar binario.
Utilizaron de forma innovadora el "método de la velocidad radial" para encontrar agujeros negros silenciosos. A medida que un objeto se acerca o se aleja de la dirección de observación, su espectro se desplazará regularmente al azul o al rojo, al igual que el tono de la sirena de una ambulancia se vuelve más alto a medida que acelera y más bajo a medida que se aleja.
Descubrieron accidentalmente una estrella con un espectro de tipo B que era muy llamativa. Las líneas de absorción características de la estrella oscilan con el tiempo, pero al mismo tiempo hay una línea de emisión de hidrógeno casi estacionaria que discurre en contrafase con la estrella de tipo B.
Esto muestra que está girando alrededor de una cosa invisible, y la masa de ese cuerpo celeste es muy grande, y la diferencia entre los dos es muy grande, lo que hace que la estrella gire muy rápido, mientras que el invisible La cosa gira muy poco.
Según los cálculos del equipo de Liu Jifeng, la masa de las estrellas de tipo B es aproximadamente 8 veces la del sol. Proporcionalmente hablando, el cuerpo celeste invisible tiene una masa de hasta 70 veces la del sol, por lo que sólo puede ser un agujero negro.
Del proceso de derivación anterior, descubrimos que para sacar la conclusión importante de "70 veces la masa del Sol", existen dos requisitos previos clave:
1. La línea de emisión de hidrógeno de "The Missing Guy" está casi estacionaria, no realmente estacionaria. Debe moverse ligeramente de lado a lado para crear una forma similar a una botella de vino en la imagen. De lo contrario, su masa excedería la del cielo en proporción a la oscilación, lo que sería difícil de explicar.
2. La masa de las estrellas visibles de tipo B es de hecho 8 veces la del sol. Proporcionalmente hablando, cuanto mayor es la masa de la estrella de tipo B, mayor es la masa del "chico invisible".
¿Realmente se tambalea ligeramente la línea de emisión de hidrógeno?
Aunque en el momento de esta publicación también se confirmaron los telescopios ópticos más avanzados de la Tierra, incluido el Telescopio Keck de 10 metros en Hawái y el Telescopio GTC de 10,4 metros en España, las dudas internacionales continúan desde entonces. .
El 9 de febrero de 65438, El badri, un estudiante de posgrado de la Universidad de California, Berkeley, publicó un artículo no revisado por pares en el sitio web de preimpresión, argumentando que la ligera oscilación de la línea de emisión de hidrógeno es causada por estrellas de tipo B Causada por la absorción de la atmósfera circundante, pero es completamente estacionaria. La fuente de esta línea de emisión de hidrógeno no puede ser un agujero negro.
65438 El 10 de octubre, un equipo de astrónomos de la Universidad de Nuremberg y la Universidad de Potsdam en Alemania escribieron en "Astronomy and Astrophysics" que este objeto puede no ser un agujero negro en absoluto, sino un enorme objeto Una estrella de neutrones, o incluso una estrella ordinaria.
Su argumento se basa principalmente en la premisa 2. Algunos elementos químicos sugieren que las estrellas visibles de tipo B pueden haber sido despojadas de sus capas exteriores, quedando sólo 1,1 veces la masa del sol. Según este cálculo, la masa del hombre invisible es sólo 2 o 3 veces mayor que la del sol.
Esta vez, el artículo de revisión del equipo de Sanaa de la Universidad de Lovaina en Bélgica se publicó en forma de "Temas a discutir". Su idea principal es similar a la de Badri, es decir, la ligera oscilación en la línea de emisión de hidrógeno es causada por la parte de absorción de la estrella de tipo B.
Creen que, según los datos actuales, el límite de masa inferior de las estrellas de tipo B es 4 veces la masa del sol. Si dos estrellas con una masa cuatro veces mayor que la del Sol forman un sistema binario y giran lo suficientemente rápido, es posible que la otra estrella no sea detectada.
Respuesta: El último análisis observacional aún alcanza 65 veces la masa del sol.
"Continuación" es una sección natural lanzada a finales de 2018. Si hay comentarios o interpretaciones de pares particularmente interesantes y oportunos de un artículo publicado anteriormente en Nature, se puede publicar como una "continuación". Al mismo tiempo, déle al autor original la oportunidad de responder. Si el consejo editorial cree que la respuesta "hace avanzar la discusión de manera constructiva", el artículo de respuesta se publicará al mismo tiempo que el artículo "Asuntos continuos".
En el artículo de respuesta, el equipo de Liu Jifeng combinó los últimos datos de observación espectral y análisis para confirmar que la premisa clave sigue siendo válida. La masa de una estrella de tipo B probablemente sea entre 5 y 8 veces la masa del Sol, y la masa del agujero negro correspondiente es de 23 a 65 veces la masa del Sol.
En vista de la ligera oscilación de la línea de emisión de hidrógeno, creen que aunque la absorción de la estrella B puede mover la línea de emisión de hidrógeno, no pueden concluir que la línea de emisión de hidrógeno sea estacionaria.
De hecho, la línea de emisión de hidrógeno también se ve afectada por muchos otros factores, entre los que la radiación de las estrellas de tipo B y el viento estelar provocarán un efecto de "cobertura" en la absorción de las estrellas de tipo B.
Además, ni la forma ni el ancho de las líneas de emisión de hidrógeno parecen producirse en el entorno circundante de un sistema estelar binario.
No obstante, el equipo de los autores coincide en que el problema de las líneas de emisión de hidrógeno es más complejo de lo que se pensaba inicialmente.
Descubrieron que la línea de emisión de Paschen podía utilizarse para medir de forma más sencilla y clara el movimiento orbital de "objetos invisibles".
Liu Jifeng y otros presentaron que ya se están preparando artículos relevantes. La conclusión preliminar de este estudio es que el punto máximo de la línea de emisión de Paschen muestra claramente el movimiento orbital antifase en relación con el tipo B. estrella. Esto sugiere nuevamente que fue emitido por otro objeto invisible en lugar del entorno del sistema binario.
Los cálculos preliminares muestran que la relación de masa de los objetos visibles e invisibles está entre 4,6_8,1, lo que concuerda con los resultados de las mediciones de la línea de emisión de hidrógeno.
El artículo de Liu Jifeng también respondió a la cuestión del “bombardeo” de estrellas planteada por el equipo alemán. Creen que esta especulación no tiene actualmente ningún respaldo observacional. La vida de la estrella "despojada" es muy corta y la posibilidad de que sea golpeada es muy baja.
Se menciona al final del artículo que el juez final de este debate académico puede ser el telescopio Gaia. Combinando los datos del telescopio con la tercera ley de Kepler, se puede calcular la masa total de los objetos visibles e invisibles.
Si desea saber más sobre "El debate sobre la naturaleza", los científicos chinos han descubierto el agujero negro estelar más grande, continúe prestando atención a la columna de información sobre ciencia y tecnología del espacio profundo, el editor del espacio profundo. Continuaremos actualizándolos con más noticias de ciencia y tecnología.
Fuente de este artículo: Deep Space Game Editor: Anonymous King’s Heart 2, haz clic para probar