Suche
Mein Konto
Przeglądając zdjęcia z archiwów Kosmicznego Teleskopu Hubble'a, pochodzące z archiwów Kosmicznego Teleskopu Hubble'a, astrofizycy mogli odkryć dowody na istnienie pobliskiej czarnej dziury, która może być co najmniej 8200 razy masywniejsza od Słońca.
Jeśli dalsze badania potwierdzą wyniki, obiekt będzie drugą co do wielkości czarną dziurą odkrytą w naszej galaktyce. Może być także najsilniejszym pretendentem do czarnej dziury pośredniej – obiektu na enigmatycznej „ziemi niczyjej” pomiędzy „supermasywnymi” czarnymi dziurami, które uważa się za leżące w centrach większości galaktyk, a znacznie mniejszymi, które ważą mniej więcej tyle samo, co pojedyncza duża gwiazda.
Szybko poruszające się gwiazdy
Astrofizyk Maximilian Häberle z Instytutu Astronomii Maxa Plancka w Heidelbergu w Niemczech wraz ze współpracownikami zbadał ponad 500 zdjęć ω Centauri, gęstej gromady gwiazd składającej się z 10 milionów gwiazd oddalonej o około 18 000 lat świetlnych (5,43 kiloparseka) od Układu Słonecznego. Zdjęcia wykonano głównie w celu kalibracji instrumentów Teleskopu Hubble'a na przestrzeni lat.
Zespół połączył obrazy, aby zrekonstruować ruch ponad 150 000 gwiazd w gromadzie. Większość gwiazd poruszała się zgodnie z przewidywaniami modeli teoretycznych, mówi Häberle. „Ale byli też tacy, którzy poruszali się szybciej”. Siedem gwiazd, wszystkie w pobliżu centrum ω Centauri, poruszało się zbyt szybko, aby mogło je utrzymać sama grawitacja gromady.
Sugeruje to, że gwiazdy były przyspieszane przez przyciąganie grawitacyjne masywnego obiektu, takiego jak czarna dziura. Sądząc po prędkościach gwiazd, musiałby ważyć co najmniej 8200 mas Słońca, ale mógłby ważyć nawet 50 000 słońc. „Nie wiedzieliśmy wcześniej, czy go znajdziemy, czy nie” – mówi Häberle. „To było trochę ryzykowne i nie bylibyśmy w stanie niczego znaleźć”.
„To trudny eksperyment”, a dowody na istnienie czarnej dziury „wciąż są bardzo dalekie od rozstrzygających” – mówi Gerry Gilmore, astrofizyk z Uniwersytetu w Cambridge w Wielkiej Brytanii. W szczególności dane nie wskazują jeszcze na żadne oznaki trajektorii krążących wokół siebie nawzajem, jak można się spodziewać po masywnym obiekcie, jak miałoby to miejsce w przypadku gwiazd krążących wokół masywnego obiektu. W przypadku Sagittarius A*, czarnej dziury o masie 4,3 miliona Słońca w centrum Drogi Mlecznej, Lata obserwacji znalazł niezbite dowody na istnienie takich zakrzywionych ścieżek – jeden dla dwóch czołowych badaczy w 2020 r Nagroda Nobla otrzymane. Kosmiczny Teleskop Gaia odkrył także kilka uśpionych czarnych dziur w kształcie gwiazdy, powstałych w wyniku ruchu pojedynczej gwiazdy towarzyszącej 2.
Większość czarnych dziur odkryto w ciągu ostatnich pięciu dekad za pomocą promieniowania, takiego jak promieniowanie rentgenowskie lub fale radiowe 3wytwarzany przez przegrzany gaz wlatujący spiralnie do otworu. Pierwszą oznaką istnienia Sagittarius A* było tak naprawdę zimne źródło radiowe – choć niezbyt jasne. Jednak w ω Centauri nie stwierdzono takich emisji.
Enigmatyczni zawodnicy wagi średniej
Masa kandydata na obiekt w ω Centauri wyraźnie umieszczałaby go w przedziale pośrednich czarnych dziur, zwykle pomiędzy 100 a 100 000 mas Słońca. Jak dotąd jedyny solidny dowód na istnienie czarnych dziur w tym obszarze pochodzi z wykrycia fal grawitacyjnych wytwarzanych przez dwie łączące się czarne dziury. Jedno z takich zdarzeń zaobserwowano w 2019 r, mówi się, że stworzył obiekt o masie około 150 mas Słońca.
Poszukiwania średnich czarnych dziur mają długą historię twierdzeń, które później zostały obalone. Astrofizycy od dawna podejrzewali, że niektóre źródła „ultraświetlnego” promieniowania rentgenowskiego mogą być czarnymi dziurami tej wielkości. Jednak obecnie wykazano, że większość z tych kandydatów to gwiazdy neutronowe, które świecą niezwykle jasno, pochłaniając przegrzaną materię z gwiazdy towarzyszącej. „Najprawdopodobniej są one powiązane z„ normalnymi ”młodymi układami podwójnymi” – mówi Giuseppina Fabbiano, astrofizyk z Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics w Cambridge w stanie Massachusetts.
Pozostaje wiele pytań – w tym, w jaki sposób niektóre czarne dziury stają się supermasywne i czy są wynikiem wielokrotnych połączeń, zaczynając od gwiezdnych czarnych dziur i kończąc na masach pośrednich, takich jak kandydatka w ω Centauri.
Zespół planuje obecnie dalsze badania za pomocą Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba, mówi Häberle. Podczas gdy dane z Hubble'a pokażą jedynie, jak gwiazdy poruszają się w polu widzenia, widma gwiazd pokażą, jak poruszają się one wzdłuż linii wzroku, umożliwiając astronomom rekonstrukcję ich prędkości w pełnym 3D.