Kammides läbi kaks ja pool aastakümmet Hubble'i kosmoseteleskoobi arhiivi pilte, võisid astrofüüsikud avastada tõendeid lähedal asuva musta augu kohta, mis võib olla Päikesest vähemalt 8200 korda massiivsem.

Kui edasised uuringud suudavad tulemusi kinnitada, on see objekt meie galaktikast leitud suuruselt teine ​​must auk. See võib olla ka kõige tugevam kandidaat vahepealse musta augu jaoks - objekt mõistatuslikul "eikellegimaal" "ülimassiivsete" mustade aukude vahel, mis arvatakse olevat enamiku galaktikate ja palju väiksemate galaktikate keskmes, mis kaaluvad umbes sama palju kui üks suur täht.

Kiiresti liikuvad tähed

Saksamaal Heidelbergis asuva Max Plancki astronoomiainstituudi astrofüüsik Maximilian Häberle ja tema kaastöötajad uurisid enam kui 500 kujutist ω Centaurist, mis on 10 miljoni tähega tihe täheparv, mis asub umbes 18 000 valgusaasta (5,43 kiloparseki) kaugusel Päikesesüsteemist. Pildid tehti peamiselt Hubble'i teleskoobi instrumentide kalibreerimiseks aastate jooksul.

Meeskond ühendas pildid kokku, et rekonstrueerida klastris enam kui 150 000 tähe liikumine. Enamik tähti liikus nii, nagu teoreetilised mudelid ennustavad, ütleb Häberle. "Aga siis olid mõned, kes liikusid kiiremini." Seitse tähte, mis kõik olid ω Centauri keskpunkti lähedal, liikusid liiga kiiresti, et neid kinni hoida ainult parve gravitatsioon.

See viitab sellele, et tähti kiirendas massiivse objekti, näiteks musta augu gravitatsiooniline tõmbejõud. Tähtede kiiruste järgi peaks see kaaluma vähemalt 8200 päikesemassi, kuid võiks kaaluda kuni 50 000 päikest. "Me ei teadnud enne, kas leiame selle või mitte," ütleb Häberle. "See oli veidi riskantne ja me poleks suutnud midagi leida."

Ein neues farbiges ESA/Hubble-Bild von Omega Centauri mit der wahrscheinlichen Position des mittelschweren Schwarzen Lochs.

"See on raske katse," ütleb Ühendkuningriigi Cambridge'i ülikooli astrofüüsik Gerry Gilmore. Eelkõige ei näita andmed veel mingeid märke trajektooride üksteisest tiirlemisest, nagu massiivselt objektilt eeldatakse, nagu oleks massiivse objekti ümber tiirlevate tähtede puhul. Sagittarius A* puhul on Linnutee keskel asuv 4,3 miljonilise päikesemassiga must auk, Aastatepikkune vaatlus leidis ümberlükkamatuid tõendeid selliste kõverate radade kohta – üks kahe juhtiva teadlase kohta 2020. aastal Nobeli preemia saanud. Gaia kosmoseteleskoop on avastanud ka mõned uinuvad tähekujulised mustad augud ühe kaastähe liikumisest 2.

Enamik musti auke on avastatud viimase viie aastakümne jooksul, kasutades kiirgust, näiteks röntgenikiirgust või raadiolaineid 3tekib ülekuumendatud gaasi spiraalil avasse. Esimene vihje Sagittarius A* olemasolule oli tegelikult raadiokülma allikas – kuigi mitte eriti ere. Kuid ω Centauris selliseid heitmeid ei leitud.

Mõistatuslikud keskkaallased

Kandidaatobjekti mass ω Centauris asetaks selle selgelt vahepealsete mustade aukude vahemikku, üldiselt vahemikus 100–100 000 päikesemassi. Seni on ainsad kindlad tõendid mustade aukude kohta selles piirkonnas pärit kahe ühineva musta augu tekitatud gravitatsioonilainete tuvastamisest. Üks selline sündmus täheldati 2019. aastal, olevat loonud umbes 150 päikesemassiga objekti.

Keskmise suurusega mustade aukude otsimisel on pikk ajalugu väiteid, mis hiljem kummutatakse. Astrofüüsikud on pikka aega kahtlustanud, et mõned "ultraluminous" röntgenikiirguse allikad võivad olla selle suurusega mustad augud. Kuid enamik neist kandidaatidest on nüüdseks osutunud neutrontähed, mis säravad ebatavaliselt eredalt, neelates kaastähe ülekuumenenud materjali. "Neid on kõige tõenäolisemalt seostatud "normaalsete" noorte kahendsüsteemidega, " ütleb Giuseppina Fabbiano, Cambridge'i, Massachusettsi osariigis asuva Harvard-Smithsoniani astrofüüsika keskuse astrofüüsik.

Jätkuvad suured küsimused, sealhulgas see, kuidas mõned mustad augud muutuvad ülimassiivseks ja kas need on mitme ühinemise tulemus, alustades tähe mustadest aukudest ja jätkudes läbi vahepealsete masside nagu ω Centauri kandidaadi oma.

Meeskond kavandab nüüd James Webbi kosmoseteleskoobiga järeluuringuid, ütleb Häberle. Kui Hubble'i andmed näitavad ainult seda, kuidas tähed üle vaatevälja liiguvad, siis tähtede spektrid näitavad, kuidas neid piki vaatejoont liigutatakse, võimaldades astronoomidel rekonstrueerida nende kiirusi täielikus 3D-s.