ทีมนักวิจัยที่มหาวิทยาลัยโอคลาโฮมาได้ค้นพบ "มวลของดาวเคราะห์" นอกทางช้างเผือก พวกมันถูกค้นพบในกาแลคซีที่มีเลนส์ความโน้มถ่วงหนึ่งตัวและในกาแลคซีที่มีเลนส์แบบความโน้มถ่วงเดียวโดยใช้เทคนิคที่เรียกว่าควาซาร์ไมโคร - เลนส์ จากการวิจัยนักวิจัยพบว่าวัตถุมวลของดาวเคราะห์เป็นทั้งดาวเคราะห์หรือหลุมดำยุคแรก
การตรวจจับเหล่านี้เป็นครั้งที่สองและสามของประเภทนี้ ครั้งแรกที่เกิดขึ้นในปี 2018 ที่เกี่ยวข้องกับนักวิจัยเดียวกันบางส่วน ขณะนี้ยังไม่มีวิธีการตรวจจับวัตถุเช่นนี้โดยตรงและไม่มีวิธีแยกความแตกต่างระหว่างดาวเคราะห์กับหลุมดำขนาดเล็ก
“ การตรวจจับวัตถุมวลดาวเคราะห์ทั้งดาวเคราะห์ลอยอิสระหรือหลุมดำดั่งเดิมนั้นมีค่าอย่างยิ่งสำหรับการสร้างแบบจำลองการก่อตัวของดาวฤกษ์ / ดาวเคราะห์หรือเอกภพยุคแรก ๆ ” ผู้เขียนนำไดกล่าวในการแถลงข่าว “ แม้จะไม่มีการสลายตัวของประชากรทั้งสอง แต่ขีด จำกัด ของเราในประชากรหลุมดำดั้งเดิมนั้นมีขนาดไม่กี่คำสั่งที่ต่ำกว่าขีด จำกัด ก่อนหน้านี้ในช่วงมวลนี้”
รายงานฉบับใหม่นี้ระบุว่าการค้นพบนี้มีชื่อว่า“ การยืนยันวัตถุที่มีมวลเท่าดาวเคราะห์ในระบบ Extragalactic” ผู้แต่งคือ Saloni Bhatiani, Xinyu Dai และ Eduardo Guerras บทความนี้ตีพิมพ์ในวารสาร Astrophysical Journal
เราได้เรียนรู้มากมายเกี่ยวกับความหลากหลายและความอุดมสมบูรณ์ของดาวเคราะห์ในกาแลคซีทางช้างเผือกของเราในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา แต่กาแลคซีอื่น ๆ ล่ะ? พวกเขายากที่จะสำรวจในระดับรายละเอียดซึ่งหมายความว่าเรามีหลักฐานเพียงเล็กน้อยเกี่ยวกับดาวเคราะห์กาแลคซีพิเศษโดยมีข้อสมมติฐานเพียงอย่างเดียว แต่เทคนิคใหม่ที่ใช้เลนส์ไมโครควาซาร์ทำให้เรามีหลักฐานมากขึ้น
เทคนิคนี้อาศัยแสงจากนิวเคลียส Active Galactic (AGN) หรือควาซาร์ การใช้แสงนั้นนักวิจัยสามารถศึกษาสเปกตรัมในลายเซ็นแสงของวัตถุดาวเคราะห์ สิ่งนี้ทำให้พวกเขา“ จำกัด ส่วนของวัตถุมวลดาวเคราะห์เหล่านี้ด้วยความเคารพต่อกาแลคซีกาแลคซี” วัตถุมีขนาดประมาณ 0.01% ของมวลรวมทั้งหมดของกาแลคซีโฮสต์ มวลของมันมีตั้งแต่ตั้งแต่ดาวพฤหัสจนถึงมวลดวงจันทร์และให้ข้อ จำกัด ที่เข้มงวดที่สุดในช่วงมวลนี้
ทั้งสองระบบคือ Q J0158-4325 และ SDSS J1004 + 4112
วัตถุเหล่านี้ไม่ได้รับแรงโน้มถ่วงและตามที่นักวิจัยบอกว่าเป็นหนึ่งในสองสิ่ง: ดาวเคราะห์ที่ลอยอย่างอิสระซึ่งถูกผลักออกหรือกระจัดกระจายระหว่างการก่อตัวของดาวและดาวเคราะห์ หรือหลุมดำดั่งเดิม ตามที่นักวิจัยกล่าวไว้ในรายงานของพวกเขา“ การวิเคราะห์ของเราชี้ให้เห็นว่าวัตถุมวลดาวเคราะห์ที่ไม่ได้เคลื่อนย้ายเป็นกาแลคซีที่เป็นสากลและเราคาดการณ์ว่าวัตถุนั้นเป็นดาวเคราะห์ลอยอิสระหรือหลุมดำยุคแรก
“ เราสามารถสกัดสัญญาณจากวัตถุมวลดาวเคราะห์ในกาแลคซีไกลโพ้นได้อย่างต่อเนื่อง นี่เป็นการเปิดหน้าต่างใหม่ในฟิสิกส์ดาราศาสตร์ "
Saloni Bhatiani ผู้ร่วมวิจัยและปริญญาเอก นักศึกษาที่ OU
การศึกษานี้แสดงให้เห็นว่าวัตถุมวลดาวเคราะห์มีแนวโน้มเป็นสากลในกาแลคซี มันยังให้ข้อ จำกัด ครั้งแรกในเรื่องมวลสำหรับพื้นที่อินทราคลัสเตอร์ของกระจุกกาแลคซี สำหรับหลุมดำยุคแรกข้อ จำกัด เหล่านี้มีขนาดของคำสั่งน้อยกว่าขีด จำกัด ก่อนหน้านี้ ดังที่พวกเขากล่าวไว้ในกระดาษของพวกเขาว่า“ ดาวเคราะห์ที่มีสสารมืดในอวกาศเป็นตัวเอกนั้นรู้จักกันในชื่อวัตถุฮาโลขนาดใหญ่ (Macho) ก่อนหน้านี้มันถูก จำกัด ให้น้อยกว่า 10% ของมวลทั้งหมดของทางช้างเผือก” แต่งานนี้ทำให้มันลดลงเหลือ 0.01% ของมวลรวมทั้งหมดของกาแลคซีโฮสต์ของพวกเขา
“ เรารู้สึกตื่นเต้นมากเกี่ยวกับการตรวจจับในสองระบบใหม่” ปริญญาเอกกล่าว นักเรียนซารี Bhatiani ซึ่งเป็นหนึ่งในนักวิจัย “ เราสามารถสกัดสัญญาณจากวัตถุมวลดาวเคราะห์ในกาแลคซีไกลโพ้นได้อย่างต่อเนื่อง นี่เป็นการเปิดหน้าต่างใหม่ในฟิสิกส์ดาราศาสตร์ "
ดังที่กระดาษบอกว่า“ ความหนาแน่นของจำนวน FFPs (ดาวเคราะห์ลอยฟรี) ไม่เพียง แต่ขึ้นอยู่กับกระบวนการดีดออกอย่างละเอียด แต่ยังรวมถึงแบบจำลองการก่อตัวดาวเคราะห์ด้วย คิดว่าจะเกิดหลุมดำดั่งเดิมในช่วงเงินเฟ้อจากความผันผวนของควอนตัม ดังนั้นวัตถุมวลดาวเคราะห์เหล่านี้สามารถใช้เป็นเครื่องมือในการตรวจสอบการก่อตัวของดาว / ดาวเคราะห์และกระบวนการกระจัดกระจายหรือฟิสิกส์พื้นฐานในจักรวาลยุคแรก ๆ ในยุคเงินเฟ้อ”
ดังนั้นงานนี้จึงน่าประทับใจเพราะมันยืนยันการมีอยู่ของวัตถุมวลดาวเคราะห์เมื่อเอกภพมีอายุเพียงครึ่งเดียวของตอนนี้
ข้อมูลที่สนับสนุนงานนี้มาจากหอสังเกตการณ์เอ็กซ์เรย์จันทราของนาซ่า หลักฐานเชิงสังเกตการณ์สำหรับวัตถุมวลดาวเคราะห์เหล่านี้ได้มาจากสัญญาณ microlensing ที่ปรากฏเป็นกะในแนวการปล่อยรังสีเอกซ์ของควาซาร์ การวัดเชิงสังเกตเหล่านี้ได้รับการจับคู่กับแบบจำลอง microlensing ที่คำนวณได้ที่ OU Supercomputing Center เพื่อการศึกษาและการวิจัย
หลุมดำดั่งเดิมก่อตัวขึ้นในเอกภพยุคแรก พวกมันเป็นสมมุติฐานส่วนใหญ่และถ้ามีจริงพวกมันจะก่อตัวขึ้นในวินาทีแรกหลังจากบิ๊กแบง ในเวลานั้นเอกภพนั้นค่อนข้างเป็นเนื้อเดียวกันและนักดาราศาสตร์คิดว่าบริเวณที่ร้อนและหนาแน่นบางแห่งอาจยุบตัวลงในหลุมดำ
บางครั้งนักวิทยาศาสตร์รวมถึง Stephen Hawking คิดว่าสสารมืดอาจเป็นหลุมดำในยุคแรก แต่ทฤษฎีนั้นดูเหมือนว่าจะถูกนำไปนอนในกระดาษ 2019
มากกว่า:
- ข่าวประชาสัมพันธ์: OU Research Group ยืนยันวัตถุบนดาวเคราะห์ในระบบ Extragalactic
- รายงานการวิจัย: การยืนยันวัตถุที่มีมวลเท่าดาวเคราะห์ในระบบ Extragalactic
- นิตยสาร Space: ตอนนี้เรารู้แล้วว่า Dark Matter ไม่ใช่หลุมดำดั่งเดิม
