May Kakaibang Punched isang Hole sa Milky Way. Ngunit Ano ang Eksaktong Ito?


Mayroong isang "madilim na impactor" na mga butas ng pagsasabog sa ating kalawakan. Hindi namin makita ito. Hindi ito maaaring gawin ng normal na bagay. Ang aming mga teleskopyo ay hindi direktang nakita ito. Ngunit tiyak na parang ganito.

"Ito ay isang siksik na bala ng isang bagay," sabi ni Ana Bonaca, isang mananaliksik sa Harvard-Smithsonian Center para sa Astrophysics, na nakakita ng katibayan para sa impactor.

Ang katibayan ng Bonaca para sa madilim na epekto, na iniharap niya noong Abril 15 sa kumperensya ng American Physical Society sa Denver, ay isang serye ng mga butas sa pinakamahabang stellar stream ng ating kalawakan, GD-1. Ang mga bituin ng bituin ay mga linya ng mga bituin na lumilipat nang magkakasama sa mga kalawakan, na kadalasang nagmumula sa mas maliliit na mga bloke ng mga bituin na nagbanggaan sa kalawakan na pinag-uusapan. Ang mga bituin sa GD-1, mga natitira sa isang "globular cluster" na lumubog sa Milky Way ng matagal nang panahon, ay nakaunat sa isang mahabang linya sa buong kalangitan.

Sa ilalim ng normal na mga kondisyon, ang stream ay dapat na higit pa o mas mababa sa isang linya, na nakaunat sa gravity ng ating kalawakan, sinabi niya sa kanyang presentasyon. Ang mga astronomo ay umaasa sa isang solong puwang sa stream, sa punto kung saan ang orihinal na globular cluster ay bago ang mga bituin nito ay umalis sa dalawang direksyon. Ngunit ipinakita ng Bonaca na ang GD-1 ay may pangalawang puwang. At ang agwat na ito ay may guhit na gilid – isang rehiyon na tinatawag ng Bonaca na tinatawag na GD-1 na "mag-udyok" – na parang isang bagay na napakalaki sa paglipas ng stream na hindi pa matagal na ang nakalipas, na hinihila ang mga bituin na may malaking gravity nito. Ang GD-1, tila, ay na-hit sa hindi nakikitang bala. [Gallery: Dark Matter Throughout the Universe]

Ang larawan na ito mula sa pagtatanghal ng Bonaca ay nagpapakita ng pinakakumpletong mapa ng GD-1, na nagpapakita ng maliwanag na ikalawang puwang at nagsulong.

(Larawan: © New Astrophysical Probes of Dark Matter, Ana Bonaca / GAIA)

"Hindi namin mapa [the impactor] sa anumang nagliliwanag na bagay na naobserbahan namin, "sinabi ni Bonaca sa Live Science." Mas malaki ito kaysa sa isang bituin … Isang bagay na tulad ng isang milyong beses ang masa ng araw. Kaya wala pang mga bituin ng masa na iyon. Maaari nating mamuno iyon. At kung ito ay isang itim na butas, ito ay magiging isang napakalaking black hole ng uri na nakikita natin sa gitna ng ating sariling kalawakan. "

Hindi imposible na mayroong pangalawang napakalaking black hole sa ating kalawakan, sinabi ni Bonaca. Ngunit inaasahan naming makita ang ilang mga pag-sign nito, tulad ng flares o radiation mula sa kanyang accretion disk. At ang karamihan sa mga malalaking kalawakan ay tila isang solong black hole sa kanilang center.

Nangungunang: Ipinapakita ng larawang ito kung anong GD-1 ang lumilitaw na talagang hitsura. Ibaba: Ipinapakita ng larawang ito kung anong mga modelo ng computer ang hulaan ang GD-1 ay dapat magmukhang.

(Larawan: © New Astrophysical Probes of Dark Matter, Ana Bonaca / GAIA)

Sa walang higanteng, maliliwanag na bagay na nakikita ang layo mula sa GD-1, at walang katibayan para sa isang nakatagong, pangalawang napakalaking itim na butas sa aming kalawakan, ang tanging halatang opsyon na natitira ay isang malaking kumpol ng madilim na bagay. Hindi iyon nangangahulugan na ang bagay ay siguradong, 100%, ganap na ginawa ng madilim na bagay, sinabi ni Bonaca.

"Maaaring ito ay isang maliwanag na bagay na umalis sa isang lugar, at nagtatago ito sa isang lugar sa kalawakan," dagdag niya.

Ngunit tila hindi sigurado, sa bahagi dahil sa manipis na sukat ng bagay.

"Alam namin na ito ay 10 hanggang 20 parsec [30 to 65 light-years] sa kabuuan, "ang sabi niya." Tungkol sa sukat ng globular cluster. "

Tuktok: Ang larawang ito ay nagpapakita muli ng kung anong GD-1 ang lumilitaw sa totoong hitsura. Ibaba: Ipinapakita ng larawang ito kung anong mga modelo ng computer ang hulaan ang GD-1 na magiging hitsura pagkatapos ng pakikipag-ugnayan sa isang malaki at mabigat na bagay.

(Larawan: © New Astrophysical Probes of Dark Matter, Ana Bonaca / GAIA)

Ngunit ito ay mahirap na ganap na mamuno sa isang maliwanag bagay, sa bahagi dahil ang mga mananaliksik ay hindi alam kung gaano kabilis ito ay gumagalaw sa panahon ng epekto. (Ito ay maaaring gumagalaw nang napakabilis, ngunit hindi masyadong mabigat tulad ng inaasahan – isang tunay na madilim na bala – sinabi ni Bonaca. O maaaring lumipat nang mas mabagal ngunit napakalaking – isang uri ng madilim na martilyo.) Walang sagot sa tanong, imposibleng maging tiyak kung saan ang bagay ay natapos na.

Gayunpaman, ang posibilidad ng pagkakaroon ng isang tunay na madilim na bagay na bagay ay mapanatag.

Sa ngayon, ang mga mananaliksik ay hindi alam kung ano ang madilim na bagay. Ang ating uniberso ay tila kumikilos tulad ng maliwanag na bagay, ang mga bagay na maaari nating makita ay isang maliit na bahagi lamang ng kung ano ang naroroon. Ang mga kalawakan ay nagbubuklod na kung may isang bagay na mabigat sa loob ng mga ito, tinipon sa kanilang mga sentro at lumilikha ng napakalaking grabidad. Kaya ang karamihan sa mga pisisista ay may dahilan na mayroong iba pang bagay sa labas, isang bagay na hindi nakikita. Mayroong maraming iba't ibang mga opinyon kung ano ito ay ginawa ng, ngunit wala sa mga pagsisikap upang direktang tukuyin ang madilim na bagay sa Earth pa nagtrabaho.

Ang makakapal na bola na ito na hindi nakikita ang isang bagay na nalulunok sa pamamagitan ng ating Milky Way ay nagbibigay ng mga pisiko ng isang bagong scrap ng katibayan na ang madilim na bagay ay maaaring tunay. At iminumungkahi nito na ang madilim na bagay ay talagang "clumpy," tulad ng karamihan sa mga teorya tungkol sa pag-uugali nito hulaan. [Beyond Higgs: 5 Elusive Particles That May Lurk in the Universe]

Kung ang dark matter ay "clumpy," pagkatapos ito ay puro sa irregular chunks na ipinamamahagi halos sa kalawakan – tulad ng maliwanag na bagay na nakikita namin puro sa mga bituin at nebulae. Ang ilang mga alternatibong theories, kabilang ang mga teorya na nagpapahiwatig ng madilim na bagay ay hindi umiiral sa lahat, ay hindi isama ang anumang clumps – at magkaroon ng mga epekto ng madilim na bagay na ipinamamahagi nang maayos sa buong kalawakan.

Sa ngayon, ang pagtuklas ni Bonaca ay isang uri, kaya bago na ito ay hindi pa nai-publish sa isang peer-reviewed na journal (bagama't natutugunan ito ng maraming tao ng mga physicist sa prestihiyosong kumperensya).

Upang alisin ito, umasa siya sa data mula sa misyon ng Gaia, isang European Space Agency program upang mag-map sa bilyun-bilyong mga bituin sa aming kalawakan at ang kanilang mga paggalaw sa kalangitan. Nabuo ang pinakamahusay na umiiral na catalog ng mga bituin na mukhang bahagi ng GD-1.

Ang Bonaca ay nagtaguyod ng data na may mga obserbasyon mula sa Multi Mirror Telescope sa Arizona, na nagpapakita kung aling mga bituin ang lumilipat sa Daigdig, at kung saan ay lumilipat. Na nakatulong na makilala ang mga bituin na talagang gumagalaw sa GD-1, at ang mga naupo sa tabi nito sa kalangitan ng Lupa. Ang pagsisikap na iyon ay gumawa ng pinaka-tumpak na imahe kailanman ng GD-1, na ipinahayag ang pangalawang puwang, ang mag-udyok, at isang dating hindi nakikitang rehiyon ng stellar stream.

Sa kabila ng kalsada, sinabi ni Bonaca, nais niyang gumawa ng higit pang mga proyekto sa pagmamapa upang maipakita ang iba pang mga rehiyon ng kalangitan kung saan ang isang bagay na hindi nakikita ay parang kumakatok sa mga bituin sa paligid. Ang tunguhin, sabi niya, ay sa huli ay mag-mapa ng mga kumpol ng madilim na bagay sa buong Milky Way.

Orihinal na na-publish sa Live Science.