Bagaimana kita tahu bahwa Nemesis bukan lubang hitam (atau bintang neutron)?


18

Nemesis , "bintang kematian" hipotetis, dianggap sebagai tubuh masif yang mengorbit Matahari pada jarak yang jauh dan secara berkala mengirimkan komet dari Oort Cloud ke tata surya bagian dalam. Komet-komet ini berdampak pada Bumi dan menyebabkan peristiwa kepunahan. Itu belum ditemukan, dan kasus teoretis untuk itu tidak meyakinkan .

Pertanyaan saya di sini adalah tentang kalimat aneh dari halaman Richard Muller di LBL .

Untungnya, beberapa survei semua-langit sedang berlangsung yang akan menemukan Nemesis dalam beberapa tahun ke depan, jika ada, dan mengesampingkan Nemesis jika mereka tidak. (Nemesis bisa bersembunyi jika itu adalah lubang hitam, tapi itu tidak terlalu masuk akal.) Survei ini termasuk Pan-Starrs dan LSST.

Bagaimana kita tahu itu tidak masuk akal bagi Nemesis menjadi lubang hitam? Untuk itu, bagaimana kita tahu itu bukan bintang neutron?




Menjawab pertanyaan ini mungkin memerlukan meramalkan apa yang penulis maksudkan dengan "mengesampingkan" dan "tidak terlalu masuk akal". Jika Anda membutuhkan objek gelap dan sunyi dari hampir semua massa, Anda dapat mengusulkan black hole primordial dan mengeksplorasi konsekuensinya, seperti yang dimuat dalam kertas yang dihubungkan Keith di atas. Tapi mungkin "tidak terlalu masuk akal" dimaksudkan untuk berarti bahwa lubang hitam bintang tidak terlalu masuk akal, dan ketika Muller mengatakan "mengesampingkan Nemesis", ia berarti "mengesampingkan segala Nemesis yang termasuk dalam kelas objek yang sebenarnya kita ketahui, sebagai lawan dari kelas objek kita dapat berspekulasi ".
Steve Jessop

Jawaban:


18

Jika Matahari terlahir dalam sistem biner yang relatif luas dengan bintang yang akan menjadi lubang hitam atau bintang neutron melalui supernova, maka (a) sangat mungkin bahwa sistem seperti itu akan terganggu oleh supernova itu dan kami akan tidak berada dalam sistem biner sekarang; (B) harus ada bukti supernova dalam bentuk kelimpahan yang sangat tinggi dari anak perempuan dari radionuklida berumur pendek tertentu dimasukkan ke dalam bahan tata surya. Ada beberapa bukti yang terakhir, tetapi saya kira tidak cukup bagi Matahari untuk berada dalam sistem biner dengan bintang seperti itu (meskipun saya mungkin akan memeriksanya).

Argumen alternatif adalah bahwa Matahari ditangkap di orbit oleh sisa-sisa bintang di kemudian hari. Ini menghindari masalah supernova, tetapi proses penangkapan pada dasarnya tidak mungkin terjadi di Galaxy kita begitu bintang telah meninggalkan lingkungan kelahirannya, terutama penangkapan yang disetel agak tepat untuk menghasilkan hanya kurang dari nol untuk energi potensial sistem yang dihasilkan dari biner yang sangat lebar. Dalam keadaan apa pun, ditangkap oleh bintang "normal" akan jauh lebih mungkin daripada ditangkap oleh objek padat yang relatif jarang.


Matahari adalah apa yang akan ditangkap bukan sebaliknya.
Joshua

Nemesis akan menjadi objek yang lebih masif; letakkan matahari embrionik pada orbit yang jauh lebih energik dan jadikanlah tubuh yang ditangkap daripada tubuh yang menangkapnya dan terlihat lebih waras.
Joshua

7
@ Yosua "Argumen alternatif adalah bahwa Matahari ditangkap ..." Saya tidak bisa melihat kalimat mana yang menyiratkan bahwa itu adalah Matahari yang melakukan penangkapan?
Rob Jeffries

1

Saya pikir kita bisa merobohkan ini secara langsung. Sumbu semi-mayor yang diprediksi adalah 1,5 tahun cahaya. Itu masuk akal pada saat itu ditulis bahwa objek seperti itu dapat tetap tersembunyi. Tidak lagi masuk akal bahwa lubang hitam dengan massa minimum yang diperlukan untuk membentuk akan lolos dari dekade pencarian asteroid otomatis. Itu terlalu dekat, memiliki terlalu banyak paralaks, seharusnya memiliki kecepatan transversal yang terlalu banyak, dan akan terlihat sebagai pelensaan gravitasi dalam pencarian asteroid sekarang. Mereka mencari benda yang tidak sama dari bingkai ke bingkai. Ini akan menjatuhkan detektor.

Pemrosesan first-pass untuk pencarian asteroid hanyalah mengambil dua lempeng dari bagian yang sama dari langit dan membuatnya berbeda dengan sesuatu yang sedikit lebih dari XOR. Anda sekarang memiliki titik-titik cerah di mana sesuatu bergerak. Ini diperiksa terhadap tabel objek foreground yang diketahui, dan apa pun yang tidak cocok akan dilihat oleh manusia. Lensa gravitasi yang tidak terduga akan muncul karena tidak membatalkan antara frame karena besarnya cahaya terlalu berbeda. Jika tidak mati (dan ini akan menjadi sebagian besar waktu) itu juga akan pindah.

Mekanika orbital yang terlibat dalam penangkapan akan sangat mengganggu orbit galaksi Matahari di bidang tangkapan. Kami mencatat bahwa kehidupan muncul di permukaan bumi segera setelah itu cukup dingin, dan tidak digoreng oleh radiasi galaksi. Ini pada gilirannya mengharuskan matahari untuk memiliki osilasi sumbu Z di sekitar galaksi yang dimilikinya atau lebih kecil; yang membatasi Nemesis berada di atau dekat bidang galaksi.

Tapi saya punya lubang yang tidak bisa saya tutup. Jika kita mengabaikan postulat Nemesis normal cukup kita bisa berakhir dengan itu menjadi pendamping Matahari untuk seluruh waktu. Proses penangkapan yang khas harus mengganggu pembentukan planet di sekitar Matahari embrionik tetapi orbit yang dipostulatkan lebih dari cukup jauh untuk menghindari masalah ini. Ini membutuhkan metode penangkapan yang eksotis, tetapi kami kemungkinan besar akan berakhir dengan satu metode.


1
Bisakah Anda jelaskan lensa apa yang ingin Anda lihat di objek apa. Sesuatu yang berjarak 1,5 tahun cahaya (tergantung pada massa lubang hitam sebenarnya) memiliki gerakan paralaks sekitar 2 detik busur. Saya setuju bahwa ini akan memiliki efek lensa pada posisi bintang latar belakang dan sesuatu seperti ini mungkin muncul dalam analisis yang cermat dari katalog Gaia penuh ketika itu muncul. Kehadiran black hole tidak akan memengaruhi posisi terukur sumber latar depan.
Rob Jeffries

Oh, tapi maksudmu "goyangan" di posisi bintang latar belakang akan terlihat dalam survei untuk asteroid latar depan. Ya, mungkin tapi itu bergantung pada latar depan bintang-bintang yang cocok dengan posisi yang diukur dengan sangat hati-hati. Saya mungkin telah melakukan claculation seperti itu - saya akan memeriksa.
Rob Jeffries

3
Periksa astronomy.stackexchange.com/questions/16578/... Saya pikir 10 lubang hitam massa matahari pada 1,5 ly harus mendapatkan 0,04 arcsec dari posisi bintang yang jauh untuk membelokkan cahaya dengan 20 mikroarcsekon. Hanya ada 0,4 dalam sejuta kemungkinan untuk bintang latar belakang dengan dan 20 mikrodetik hanya terdeteksi dengan Gaia. Dalam survei asteroid yang lebih umum, Anda mungkin mendeteksi penyimpangan (jika Anda benar-benar melihat) yang 1000 kali lebih besar dan sejuta kali lebih kecil kemungkinannya. V<15
Rob Jeffries

Dengan menggunakan rumus yang sama, sinar cahaya yang lewat dalam 0,25 derajat dari pusat matahari pada jarak 1 au akan dibelokkan oleh ~ 2 arcsec (seperti yang diamati).
Rob Jeffries

Joshua, jawaban yang bagus. Untuk menambahkan, bukankah goyangan dari pusat kota dari Matahari & Nemesis terlihat jelas dari Bumi? Kami telah mengamati Matahari selama ribuan tahun, dan akan memperhatikan jika bintang latar belakang secara berkala keluar dari posisinya.
Jim
Dengan menggunakan situs kami, Anda mengakui telah membaca dan memahami Kebijakan Cookie dan Kebijakan Privasi kami.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.