შავი ხვრელები სამყაროს აღქმის უმნიშვნელოვანესი ნაწილია, იმდენად მნიშვნელოვანი, რომ ასტროფიზიკოსები აქტიურად ცდილობენ ირმის ნახტომის შავ ხვრელთა სისტემატიზებას.
თუმცა, როგორც ახალი კვლევა აჩვენებს, მათ შეიძლება სრულიად გამორჩათ შავ ხვრელთა მთელი კლასი, რომლის არსებობის შესახებ აქამდე არაფერი იცოდნენ.
ჟურნალ Science-ში გამოქვეყნებულ ახალ კვლევაში მეცნიერები შავ ხვრელთა ძებნის ახალ გზას გვთავაზობენ. როგორც კვლევა აჩვენებს, შესაძლებელია, რომ სამყაროში არის პატარა შავი ხვრელების კლასი, რომლებიც ამჟამად ცნობილ ყველაზე პატარა შავ ხვრელებზე უფრო პატარებია.
კვლევის ავტორის, ოჰაიოს სახელმწიფო უნივერსიტეტის პროფესორ ტოდ თომპსონის განცხადებით, მტკიცებულებები მიუთითებს, რომ სამყაროში არის შავ ხვრელთა ისეთი პოპულაცია, რომელიც ჯერ არც კი გვიძებნია.
მისი თქმით, ხალხი ცდილობს, მეტი გაიგოს სუპერნოვას აფეთქების შესახებ, როგორ ფეთქდებიან სუპერმასიური ვარსკვლავები, როგორ წარმოიქმნება ელემენტები ასეთ ვარსკვლავებში. შესაბამისად, თუ გამოვავლენთ შავ ხვრელთა ახალ პოპულაციას, გაცილებით მეტს შევიტყობთ, თუ რომელი ვარსკვლავები აფეთქდა, რომლები არა, რომლები წარმოქმნიან შავ ხვრელებს და რომლები ნეიტრონულ ვარსკვლავებს. ეს კი კვლევისთვის სრულიად ახალ ფანჯარას ხსნის.
წარმოიდგინეთ ქალაქის მოსახლეობის აღწერა, რომლის ფარგლებშიც დაითვალეს მხოლოდ 170 სანტიმეტრზე მაღალი ადამიანები და აღმწერებმა არც კი იციან, რომ 170 სანტიმეტრზე დაბალი ადამიანებიც არსებობენ. აღწერის მონაცემები არასრული იქნება და მოსახლეობის არასწორ სურათს შექმნის. თომპსონის თქმით, სწორედ ასეთი რამ ხდება შავ ხვრელთა ძებნისასაც.
ასტრონომები უკვე დიდი ხანია, აქტიურად ეძებენ შავ ხვრელებს. ამ ობიექტებს იმდენად ძლიერი გრავიტაცია აქვთ, რომ მისგან გაქცევა არც მატერიას, არც რადიაციას და არც სინათლეს შეუძლია. შავი ხვრელი წარმოიქმნება გარკვეული ტიპის ვარსკვლავის სიკვდილის დროს, როცა ეს უკანასკნელი იკუმშება და ფეთქდება. ასტრონომები ასევე ეძებენ ნეიტრონულ ვარსკვლავებს — პატარა, წარმოუდგენლად მკვრივ სხეულებს, რომლებიც ასევე გარკვეული ტიპის ვარსკვლავთა სიკვდილისა და კოლაფსირების შედეგად წარმოიქმნებიან.
ორივე მათგანი სავარაუდოდ ფლობს მნიშვნელოვან ინფორმაციას დედამიწაზე არსებული ელემენტების შესახებ, ასევე იმის შესახებ, როგორ ცოცხლობენ და კვდებიან ვარსკვლავები. თუმცა, ამ ინფორმაციის მისაღებად, პირველ რიგში საჭიროა, ასტრონომებმა განსაზღვრონ, სად არიან შავი ხვრელები. ამისათვის კი საჭიროა იცოდნენ, რას ეძებენ კონკრეტულად.
შავი ხვრელები ხშირად ორმაგ (ბინარულ) სისტემებშია გაერთიანებული. ანუ, ორი ვარსკვლავი ერთმანეთთან იმდენად ახლოს არის, რომ გრავიტაციით არიან ჩაკეტილი და ერთმანეთის გარშემო მოძრაობენ. როცა ერთი ეს ვარსკვლავი კვდება, მეორე შეიძლება გადარჩეს და კვლავ მოძრაობდეს მისი მკვდარი კომპანიონის — უკვე შავ ხვრელად ან ნეიტრონულ ვარსკვლავად ქცეული ობიექტის გარშემო.
წლების განმავლობაში, მეცნიერებს მიაჩნდათ, რომ შავ ხვრელთა მასა 5-15 მზის მასას შორის მერყეობდა. ჩვენთვის ცნობილი ნეიტრონული ვარსკვლავები კი 2,1 მზის მასას არ აჭარბებს; მეცნიერთა აზრით, თუ ისინი 2,5 მზის მასას გადააჭარბებენ, შავ ხვრელად უნდა კოლაფსირდნენ.
თუმცა, 2017 წლის ზაფხულში, ობსერვატორია LIGO-მ დააფიქსირა ორი შავი ხვრელის შეჯახება ჩვენგან 1,8 მილიონი სინათლის წლით დაშორებულ გალაქტიკაში. ერთ-ერთ შავ ხვრელს 31 მზის მასა ჰქონდა, მეორეს კი დაახლოებით 25 მზის მასა.
თომპსონის თქმით, ეს აღმოჩენა უდიდესი იყო. არა მხოლოდ იმ მხრივ, რომ ასე დაიხვეწა ჩვენი ტექნოლოგიები, არამედ იმიტომაც, რომ ამ ზომის შავი ხვრელების შესახებ მანამდე არაფერი ვიცოდით.
თომპსონი და სხვა ასტროფიზიკოსები დიდხანს ეჭვობდნენ, რომ შავი ხვრელები ზომით ჩვენთვის ცნობილ დიაპაზონს სცდებოდნენ, LIGO-ს აღმოჩენამ დაადასტურა, რომ შავი ხვრელები ამ ზღვარზე დიდიც შეიძლება ყოფილიყვნენ. თუმცა, დარჩა ფანჯარა უდიდეს ნეიტრონულ ვარსკვლავსა და უმცირეს შავ ხვრელებს შორის.
თომპსონმა გადაწყვიტა შეემოწმებინა, შეეძლო თუ არა მას ამ საიდუმლოს ამოხსნა.
მან და მისმა კოლეგებმა აპაჩე-პოინტის ობსერვატორიის პროგრამა APOGEE-ს მიერ შეგროვებული მონაცემების დამუშავება დაიწყეს. ამ პროექტის ფარგლებში, ობსერვატორიამ ირმის ნახტომში 100 000 ვარსკვლავის სპექტრი შეაგროვა. თომპსონი მიხვდა, რომ სპექტრს შეიძლება ეჩვენებინა, მოძრაობდა თუ არა ვარსკვლავი სხვა ობიექტის გარშემო. მაგალითად, სპექტრის ცვლილებას — წანაცვლებას ლურჯი ტალღის სიგრძეებისკენ, რომელსაც მოსდევდა წითელი ტალღის სიგრძეებისკენ წანაცვლება, შეიძლება იმის მანიშნებელი ყოფილიყო, რომ ვარსკვლავი გარს უვლიდა რაღაც უხილავ კომპანიონს.
იმ იმედით, რომ ეს უხილავი კომპანიონი შეიძლება შავი ხვრელი იყოს, თომპსონმა მონაცემებში დაიწყო იმ ვარსკვლავთა ძებნა, რომლებსაც ასეთი ცვლილებები აღენიშნებოდა.
ამის შემდეგ, APOGEE-ს მონაცემებში მან შეარჩია 200 ყველაზე საინტერესო ვარსკვლავი და მონაცემები ოჰაიოს სახელმწიოფ უნივერსიტეტის მკვლევარ თარინდუ ჯაისინგს გადასცა. ამ უკანასკნელმა კი თითოეული პოტენციური ორმაგი სისტემისთვის შეკრიბა ათასობით სურათი ოჰაიოს უნივერსიტეტის სუპერნოვათა მძებნელი პროგრამა ASAS-SN-დან. Ამ პროექტმა უკვე აღმოაჩინა 1000-მდე სუპერნოვა.
მონაცემებში მათ მიაგნეს წითელ გიგანტ ვარსკვლავს, რომელიც თითქოს რაღაცას უვლის გარშემო, მაგრამ მათი გამოთვლები მიუთითებს, რომ ეს რაღაც გაცილებით პატარაა, ვიდრე ირმის ნახტომში ჩვენთვის ცნობილი შავი ხვრელები, მაგრამ ამავე დროს უფრო დიდია, ვიდრე ცნობილი ნეიტრონული ვარსკვლავები.
მას შემდეგ, რაც დამატებითი გამოთვლები ჩაატარეს და ევროპის კოსმოსური სააგენტოს ხომალდ „გაიას“ მონაცემებიც დაიხმარეს, მიხვდნენ, რომ ეს რაღაც არის შავი ხვრელი, რომელსაც სავარაუდოდ 3,3 ჩვენი მზის მასა აქვს.
როგორც თომპსონი აღნიშნავს, ეს ყველაფერი ნიშნავს იმას, რომ მათ შავ ხვრელთა ძებნის ახალ გზას მიაგნეს და ამავე დროს აღმოაჩინეს ახალი კლასის დაბალმასიანი შავი ხვრელი, რომლის შესახებაც ასტრონომებმა აქამდე არაფერი იცოდნენ.
კვლევა ჟურნალ Science-ში გამოქვეყნდა.
მომზადებულია osu.edu-ს მიხედვით.
