Woher wissen wir, dass Nemesis kein Schwarzes Loch (oder Neutronenstern) ist?

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Nemesis , der hypothetische "Todesstern", soll ein massereicher Körper sein, der die Sonne über große Entfernungen umkreist und regelmäßig Kometen aus der Oort-Wolke in das innere Sonnensystem sendet. Diese Kometen treffen auf die Erde und verursachen Aussterben. Es wurde nicht gefunden, und der theoretische Fall dafür ist ohnehin nicht zwingend .

Meine Frage bezieht sich hier auf diese merkwürdige Zeile von Richard Müllers Seite bei LBL .

Glücklicherweise laufen mehrere All-Sky-Umfragen, die Nemesis in den nächsten Jahren finden sollten, falls es vorhanden ist, und Nemesis ausschließen, falls dies nicht der Fall ist. (Nemesis könnte sich verstecken, wenn es ein Schwarzes Loch wäre, aber das ist nicht sehr plausibel.) Zu diesen Umfragen gehören Pan-Starrs und die LSST.

Woher wissen wir, dass es für Nemesis nicht plausibel ist, ein Schwarzes Loch zu sein? Woher wissen wir, dass es kein Neutronenstern ist?

Locken
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Die Beantwortung dieser Frage erfordert möglicherweise, zu erraten, was der Autor unter "ausschließen" und "nicht sehr plausibel" versteht. Wenn Sie ein dunkles, ruhiges Objekt von fast jeder Masse benötigen, können Sie ein ursprüngliches Schwarzes Loch vorschlagen und die Konsequenzen untersuchen, wie in dem Artikel, auf den Keith oben verweist. Aber vielleicht soll "nicht sehr plausibel" bedeuten, dass ein stellares Schwarzes Loch nicht sehr plausibel ist, und als Müller sagte "Nemesis ausschließen", meinte er "Nemesis ausschließen, die zu einer Klasse von Objekten gehören, von denen wir tatsächlich wissen, im Gegensatz zu Objektklassen können wir spekulieren ".
Steve Jessop

Antworten:

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Wenn die Sonne in einem relativ breiten Binärsystem mit einem Stern geboren worden wäre, der über eine Supernova ein Schwarzes Loch oder ein Neutronenstern werden sollte, dann (a) wäre es sehr wahrscheinlich, dass ein solches System durch diese Supernova gestört würde, und wir würden es tun jetzt nicht in einem binären System sein; (b) Es sollte Hinweise auf die Supernova in Form einer sehr hohen Häufigkeit von Töchtern bestimmter kurzlebiger Radionuklide geben, die in das Material des Sonnensystems eingebaut sind. Es gibt einige Hinweise auf Letzteres, aber ich glaube nicht, dass die Sonne in einem Binärsystem mit einem solchen Stern war (obwohl ich das vielleicht überprüfe).

Ein alternatives Argument ist, dass die Sonne zu einem späteren Zeitpunkt vom Überrest des Sterns im Orbit eingefangen wird. Dies vermeidet die Supernova Probleme, aber der Capture - Prozess ist von Natur aus unwahrscheinlich , dass in unserer Galaxie einmal Sterne ihre Geburts Umgebungen verlassen haben, vor allem Erfassung , die ziemlich genau ergeben abgestimmt ist nur kleiner als Null für die resultierende System potentiellen Energie eines sehr breiten binär. Die Erfassung durch einen "normalen" Stern wäre in jedem Fall viel wahrscheinlicher als die Erfassung durch ein relativ seltenes kompaktes Objekt.

Rob Jeffries
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Die Sonne ist das, was nicht umgekehrt eingefangen werden würde.
Joshua
Nemesis wäre das massereichere Objekt; Bringe die embryonale Sonne auf eine viel energetischere Umlaufbahn und lasse sie eher den gefangenen Körper als den einfangenden Körper sein und sie sieht ein wenig vernünftiger aus.
Joshua
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@Joshua "Ein alternatives Argument ist, dass die Sonne gefangen genommen wird ..." Ich kann nicht sehen, welches Teil dieses Satzes impliziert, dass die Sonne die Gefangennahme vornimmt?
Rob Jeffries
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Ich denke, wir können das sofort niederschlagen. Die vorhergesagte Halbmajorachse beträgt 1,5 Lichtjahre. Es war zu dem Zeitpunkt plausibel, dass ein solches Objekt verborgen bleiben konnte. Es ist nicht mehr plausibel, dass ein Schwarzes Loch mit der erforderlichen Mindestmasse Jahrzehnte der automatisierten Asteroiden-Suche überstanden hätte. Es ist zu nah, hat zu viel Parallaxe, sollte zu viel Quergeschwindigkeit haben und hätte sich inzwischen als Gravitationslinse in den Asteroiden-Suchen gezeigt. Sie suchen nach Objekten, die von Bild zu Bild unterschiedlich sind. Dies würde die Detektoren auslösen.

Die First-Pass-Verarbeitung für die Asteroiden-Suche besteht einfach darin, zwei Platten des gleichen Teils des Himmels zu nehmen und sie durch etwas zu unterscheiden, das kaum mehr als XOR ist. Sie haben jetzt helle Stellen, an denen sich etwas bewegt hat. Diese werden mit einer bekannten Tabelle von Vordergrundobjekten verglichen, und alles, was nicht übereinstimmt, wird von einem Menschen betrachtet. Eine unerwartete Gravitationslinse wird angezeigt, da sie sich zwischen den Bildern nicht auflöste, weil die Lichtstärke zu unterschiedlich war. Wenn es nicht tot ist (und dies wird die meiste Zeit der Fall sein), hat es sich auch bewegt.

Die Orbitalmechanik, die an der Erfassung beteiligt ist, würde die galaktische Umlaufbahn der Sonne in der Ebene der Erfassung stark stören. Wir stellen fest, dass das Leben auf der Erdoberfläche erschien, sobald es ausreichend abgekühlt war und nicht von der galaktischen Strahlung gebraten wurde. Dies erfordert wiederum, dass die Sonne die Z-Achse um die Galaxie schwingt, die sie hat oder kleiner ist; was Nemesis dazu zwingt, sich auf oder in der Nähe der galaktischen Ebene zu befinden.

Aber ich habe ein Loch, das ich nicht schließen kann. Wenn wir die normalen Postulate der Nemesis genug ignorieren, können wir davon ausgehen, dass sie die ganze Zeit über der Begleiter der Sonne sind. Der typische Einfangprozess sollte die Planetenbildung um die embryonale Sonne stören, aber die postulierte Umlaufbahn ist mehr als weit genug entfernt, um dieses Problem zu vermeiden. Dies erfordert eine exotische Erfassungsmethode, aber wir würden höchstwahrscheinlich trotzdem mit einer enden.

Joshua
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Können Sie sich darüber im Klaren sein, welche Linsen Sie bei welchen Objekten erwarten. Etwas 1,5 Lichtjahre entfernt (es hängt tatsächlich von der Masse des Schwarzen Lochs ab) hat eine Parallaxenbewegung von etwa 2 Bogensekunden. Ich bin damit einverstanden, dass dies einen Linseneffekt auf die Positionen der Hintergrundsterne haben würde, und so etwas könnte sich bei einer sorgfältigen Analyse des gesamten Gaia-Katalogs zeigen, wenn er auftaucht. Das Vorhandensein des Schwarzen Lochs würde die gemessenen Positionen der Vordergrundquellen nicht beeinflussen.
Rob Jeffries
Oh, aber du meinst, ein "Wackeln" in der Position der Hintergrundsterne wäre in Umfragen für Vordergrundasteroiden zu sehen. Nun ja, vielleicht, aber das würde davon abhängen, dass es im Vordergrund von angemessen nahen Sternen mit sehr sorgfältig gemessenen Positionen steht. Möglicherweise habe ich eine solche Verkleinerung durchgeführt - ich werde das überprüfen.
Rob Jeffries
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V<15
Unter Verwendung der gleichen Formel werden Lichtstrahlen, die in einem Abstand von 1 au innerhalb von 0,25 Grad vom Sonnenzentrum verlaufen, um ~ 2 Bogensekunden (wie beobachtet) abgelenkt.
Rob Jeffries
Joshua, gute Antwort. Wäre das Wackeln aus dem Schwerpunkt von Sun & Nemesis nicht von der Erde aus zu sehen? Wir haben die Sonne seit Jahrtausenden beobachtet und wären aufgefallen, wenn die Hintergrundsterne von Zeit zu Zeit nicht positioniert wären.
Jim