Olimlar qora tuynukni qidirishning yangi usulini taklif qilishdi
© AFP 2023 / European Southern Observatory
Obuna bo‘lish
Olimlarning fikricha, to‘qqizinchi sayyora kabi birlamchi qora tuynuk tasodifiy yaqinlashish vaqtida Quyosh tomonidan tutib olingan bo‘lishi mumkin edi.
TOShKENT, 17 dek — Sputnik. Tatyana Pichugina. Quyosh tizimining chekkasidagi sirli massiv obyekt haqidagi gipoteza astronomlarning e’tiborini tobora ko‘proq jalb qilmoqda. Bu Sayyorami yoki birlamchi qora tuynukmi, hozircha noma’lum. Rossiyalik olimlar yulduzimizning ko‘rinmas asirini qidirishning yangi usulini taklif qilishdi.
2016 yilda amerikalik astronomlar Maykl Braun va Konstantin Batigin boshqa sayyora Quyosh atrofida uzoq orbitada aylanayotgani haqidagi farazni ilgari surishdi. Bu Koyper kamaridagi anomaliyalarni tushuntiradi — Neptundan tashqarida kichik muzli jismlar, shu jumladan Pluton to‘plangan joylar.
U bundan oldinroq, 2006-yilda Xalqaro Astronomiya Ittifoqi qarori bilan to‘laqonli sayyoralar ro‘yxatidan chiqarilgan va mitti sayyoralar toifasiga kiritilgan.
Kuzatuvlar shuni ko‘rsatdiki, Koyper kamarining ba’zi a’zosi tasodifiy emas, balki ma’lum bir tarzda bog‘langan orbitalarga ega — korrelyatsiya qilingan. Olimlar ularga Quyoshdan ko‘ra, Yerdan 300-500 marta uzoqroqda va besh-o‘n barobar ko‘proq massivda joylashgan noma’lum jismning tortishish kuchi ta’sir qilishini taxmin qilishdi.
Bu super-Yer bo‘lishi mumkin — ekzosayyoralarning maxsus sinfi. Bunday holda, u boshqa tizimda shakllangan va ona yulduzga yaqinlashganda yoki Galaktikada erkin uchadigan "yetim" Sayyora sifatida Quyosh tomonidan ushlangan. Astronomlar hali kashf etilmagan bu samoviy jismni Pluton o‘rniga to‘qqizinchi Sayyora deb atashadi.
2019 yilda Daremsk universitetidan Yakob Shols va Illinoys universitetidan Djeyms Anvin Sayyora o‘rniga birlamchi qora tuynuk qidirishni taklif qilishdi. Muammo shundaki, uni to‘g‘ridan — to‘g‘ri ko‘rib bo‘lmaydi, buni faqat kuchli tortishish maydoni orqali sezish mumkin.
Rossiya Fanlar akademiyasining Yadro tadqiqotlari institutidan rossiyalik olimlar Yuriy Yeroshenko va Rossiya Fanlar akademiyasining Bosh (Pulkovo) astronomik observatoriyasidan Yelena Popova Yer orbitasi yaqinidagi kosmik chang orqali ko‘rinmas obyektni kuzatishning yangi usulini topishdi.
"Changning bir qismi to‘qqizinchi Sayyora yoki birlamchi qora tuynuk tortishish maydoni tomonidan Neptun orbitasidan tashqariga chiqarilib, yerga uchib ketish yehtimoli bor. Ushbu chang komponentining tezligi oddiy kosmik chang zarralaridan bir yarim baravar yuqori bo‘lishi kerak. Bundan tashqari, bu chang odatdagidan kimoviy tarkibi bilan farq qilishi mumkin. Ehtimol, keyingi tadqiqotlar g‘ayritabiiy komponentni aniqlashga yordam beradi. Shunda periferiyada katta obyekt bor degan xulosaga kelish mumkin bo‘ladi", — deydi Yuriy Yeroshenko.
Bir gipotezaga ko‘ra, birlamchi qora tuynuklar yosh koinotda birinchi yulduzlar va galaktikalar paydo bo‘lishidan oldin ham tug‘ilgan. Olimlarning fikriga ko‘ra, bu versiya erta kvazarlarning mavjudligi, shuningdek, yaqinda Jeyms Uebb teleskopi tomonidan yuqori qizil siljishlarda supermassiv qora tuynuklarning kashf etilishi bilan qo‘llab-quvvatlanadi.
"Mashhur modellardan birida ular birlamchi kosmologik plazmadagi zichlik konsentratsiyasining — ultrarelyativistik zarralar aralashmasidan tushishi natijasida paydo bo‘ladi. Majoziy qilib aytganda, yorug‘likdan quyuqlashib, zichroq bo‘lib, qora rangga aylanadi. Bundan tashqari, birlamchi qora tuynuklarning butun joylashtiruvchilari – klasterlarning tug‘ilishini bashorat qiluvchi go‘zal Saxarov-Rubin-Xlopov modeli ham mavjud”, — deydi Yeroshenko.
Birlamchi qora tuynuklar birinchi marta sovet fiziklari Yakov Zeldovich va Igor Novikov tomonidan bashorat qilingan. Ularning maqolasi 1966-yilda Astronomik jurnalda chop etilgan. O‘sha paytda nashr G‘arbda kam ma’lum edi, deb tushuntiradi olim, shuning uchun besh yil o‘tgach, Stiven Xoking mustaqil ravishda shunga o‘xshash farazni ilgari surganida, mualliflik unga tegishli edi.
"Xoking birlamchi qora tuynuklar g‘oyasini haqiqatan ham boyitgan narsa ularning kvant bug‘lanishi tushunchasi edi", deb davom etadi fizik.
Birlamchi qora tuynuklar juda kichik massaga ega bo‘lishi mumkin — masalan, Yer bilan solishtirganda. Bunday obyektning radiusi faqat bir santimetrga teng bo‘ladi. Birlamchi qora tuynuk uch kilometrlik quyosh massasiga ega, deya aniqlik kiritadi Yeroshenko.
Kichik massali birlamchi qora tuynuklar tezda bug‘lanishi kerak, bu ularning kosmik gamma-nurlari foniga qo‘shgan hissasi bilan aniqlanishi mumkin. Buni amalga oshirishning imkoni yo‘q, ammo olimlar bu g‘oyadan voz kechishga shoshilmayaptilar, deya qo‘shimcha qiladi Yeroshenko, chunki u (juda kattaroq birlamchi qora tuynuklar bo‘lsa) koinotdagi ba’zi hodisalarni tushuntirishga imkon beradi - masalan, tortishish to‘lqinlari va supermassiv qora tuynuklar.
"LIGO/Virgo detektorlari tomonidan qayd etilgan ba’zi tortishish to‘lqinlari hodisalarida burchak momentum parametri kichik bo‘lib chiqdi. Astrofizik qora tuynuklari bo‘lgan modelda buni tushuntirish qiyin, biroq boshlang‘ich qora tuynuklari bo‘lgan modellarda kichik burchak momentlari aniq bashorat qilinadi”, — deydi tadqiqotchi.
Yeroshenkoning so‘zlariga ko‘ra, birlamchi qora tuynuklar foydasiga muhim dalillar Moskva davlat universiteti Davlat astronomiya instituti xodimi Konstantin Postnov va Novosibirsk universitetidan Aleksandr Dolgovning ishlarida chop etilgan.
"Ular kuzatilgan qora tuynuklarning massa funksiyasi ba’zi modellarda bashorat qilingan birlamchi qora tuynuklarning massa funksiyasiga juda mos kelishini ko‘rsatdi. Bu ularning mavjudligi foydasiga kuchli dalildir”, — deya qayd etadi olim.
Boshqa modelga ko‘ra, birlamchi qora tuynuklar qorong‘u materiya roliga nomzoddir. Biroq, endi ular yetarli emasligi ma’lum bo‘ldi.
"Masalan, LIGO/Virgo signallari uchun mas’ul bo‘lgan qora tuynuk massalari hududida qorong‘u materiyaga ega bo‘lgan birlamchi qora tuynuklarning ulushi bir foizdan oshmaydi", — deb tushuntiradi fizik.
Shuningdek, Katta adron kollayderining halqasida mikroskopik qora tuynuklarning paydo bo‘lishini aniqlashga urinishlardan voz kechishga to‘g‘ri keldi. Muz bloklarining birlamchi qora tuynuklar bilan to‘qnashuvi rentgen nurlari chaqnashlarini keltirib chiqarishi kerakligi taxmin qilingan. Biroq, ularni kosmik fondan ajratish hali mumkin emas.
Quyosh tizimidagi chang burj nurini hosil qiladi — quyosh chiqishidan oldin va quyosh botishida ko‘rinadigan zaif nur. Bu changning kelib chiqishi turlicha. Protoplanetar diskning bir qismi bo‘lgan eng qadimgi Oort bulutiga — kometalar uchib keladigan quyosh tizimining chetidagi gipotetik zona. Olimlarning fikriga ko‘ra, agar birlamchi qora tuynukning massasi Yerning massasidan o‘n baravar ko‘p bo‘lsa, ichki Oort bulutida taxminan bir xil miqdordagi chang mavjud.
U yerdan zarralar kometalar tomonidan Quyosh tizimining ichki hududlariga olib ketiladi. Ammo olimlarni boshqa uzatish mexanizmi — birlamchi qora tuynuklar tomonidan chang donalarining tarqalishi qiziqtiradi.
“Agar periferiyada birlamchi qora tuynuk bo‘lsa, u o‘zining tortishish maydoni bilan chang zarralari orbitalarini buzadi va ba’zi zarralar Quyosh tizimining ichki hududiga tushib, Yer orbitasi ichida uchib ketishi mumkin”, — deya yozilgan Yeroshenko va Popovaning Astronomik jurnalning so‘nggi sonida chop etilgan maqolasida (Rossiya Ilmiy Jamg‘armasi tomonidan qo‘llab-quvvatlangan tadqiqot, 23-22-00013-sonli grant).
Mualliflarning ta’kidlashicha, hisob-kitoblar bir nechta ishonchli taxminlarga asoslangan variantlarni ko‘rib chiqdi.
Muayan parametrlar to‘plami uchun birlamchi qora tuynuk tomonidan yaratilgan Yer yaqinidagi kosmik chang oqimi, eng optimistik holatda, yiliga kvadrat metr uchun uch mikrogramga etadi, bu kuzatuvlarga mos keladi — Antarktida muzidagi chang donalari sonini sanash va kosmik kemadan to‘g‘ridan-to‘g‘ri o‘lchash yo‘li bilan.
Birlamchi qora tuynuklar tomonidan hosil qilingan changning umumiy oqimdagi ulushi ahamiyatsiz bo‘lishi mumkin bo‘lsa-da, u nisbatan yuqori tezlik va, ehtimol, kimoviy tarkibidagi anomaliyalar bilan ajralib turadi.
Shunday qilib, chang Yerga nafaqat kometalar va asteroidlar, balki birlamchi qora tuynuklarning tortishish ta’siri bilan ham olib kelishi mumkin. Oort bulutining zarralari umumiy chang oqimining qancha qismini egallashini aniqlash kerak. Olimlarning fikricha, to‘qqizinchi sayyora kabi birlamchi qora tuynuk tasodifiy yaqinlashish vaqtida Quyosh tomonidan tutib olingan bo‘lishi mumkin edi. Va bunday hodisaning ehtimoli kichik bo‘lsa-da, uni to‘liq hisobdan chiqarib bo‘lmaydi.
