Rzadka czarna dziura w Omega Centauri. Hubble znalazł dowody na jej istnienie!
Międzynarodowy zespół astronomów analizował ponad 500 zdjęć z Kosmicznego Teleskopu Hubble’a z dwóch dekad, aby wykryć siedem szybko poruszających się gwiazd w najgłębszym regionie Omega Centauri. Gwiazdy te dostarczają nowych dowodów na obecność czarnej dziury o średniej masie.
Czarne dziury o średniej masie (IMBH) są długo poszukiwanym „brakującym ogniwem” w ewolucji czarnych dziur. Do tej pory znaleziono tylko kilka innych kandydatów na IMBH. Większość znanych czarnych dziur jest albo niezwykle masywna, jak supermasywne czarne dziury, które znajdują się w jądrach dużych galaktyk, albo stosunkowo lekka, o masie mniejszej niż 100 mas Słońca.
Czarne dziury są jednym z najbardziej ekstremalnych środowisk, jakie zna ludzkość, dlatego stanowią poligon doświadczalny dla praw fizyki i naszego zrozumienia, jak działa Wszechświat. Jeśli IMBH istnieją, jak powszechne są? Czy supermasywna czarna dziura wyrasta z IMBH? Jak powstają same IMBH? Czy gęste gromady gwiazd są ich ulubionym domem? – czytamy w komunikacie ESA.
Omega Centauri
Omega Centauri jest widoczna z Ziemi gołym okiem i jest jednym z ulubionych obiektów niebieskich dla obserwatorów gwiazd na półkuli południowej. Chociaż gromada znajduje się w odległości 17 000 lat świetlnych, tuż nad płaszczyzną Drogi Mlecznej, wydaje się niemal tak duża jak pełnia Księżyca, gdy jest widziana z ciemnego, wiejskiego obszaru.
Dokładna klasyfikacja Omega Centauri ewoluowała na przestrzeni czasu, ponieważ nasze możliwości jej badania uległy poprawie. Po raz pierwszy została wymieniona w katalogu Ptolemeusza prawie 2000 lat temu jako pojedyncza gwiazda. Edmond Halley opisał ją jako mgławicę w 1677 roku, a w latach 30. XIX wieku angielski astronom John Herschel jako pierwszy rozpoznał ją jako gromadę kulistą, przypomina ESA w komunikacie.
Gromady kuliste składają się zazwyczaj z miliona starych gwiazd ściśle związanych ze sobą grawitacyjnie i znajdują się zarówno na obrzeżach, jak i w centralnych regionach wielu galaktyk, w tym naszej własnej. Omega Centauri ma kilka cech, które odróżniają ją od innych gromad kulistych: obraca się szybciej niż przeciętna gromada kulista, a jej kształt jest bardzo spłaszczony. Ponadto Omega Centauri jest około 10 razy masywniejsza od innych dużych gromad kulistych, niemal tak masywna jak mała galaktyka.
Omega Centauri składa się z około 10 milionów gwiazd, które są związane grawitacyjnie. Międzynarodowy zespół stworzył teraz ogromny katalog ruchów tych gwiazd, mierząc prędkości 1,4 miliona gwiazd poprzez badanie ponad 500 obrazów gromady z Hubble’a. Większość tych obserwacji miała na celu kalibrację instrumentów Hubble’a, a nie do użytku naukowego, ale okazały się idealną bazą danych dla wysiłków badawczych zespołu.
Odkryliśmy siedem gwiazd, których tam nie powinno być. Poruszają się tak szybko, że powinny uciec z gromady i nigdy nie wrócić. Najbardziej prawdopodobnym wyjaśnieniem jest to, że bardzo masywny obiekt grawitacyjnie przyciąga te gwiazdy i utrzymuje je blisko środka. Jedynym obiektem, który może być tak masywny, jest czarna dziura o masie co najmniej 8200 razy większej od masy naszego Słońca – powiedział Maximilian Häberle z Instytutu Astronomii Maxa Plancka w Niemczech, który kierował badaniem.
Kilka badań sugeruje obecność IMBH w Omega Centauri. Jednak inne badania sugerują, że masa może pochodzić z centralnego skupiska czarnych dziur o masie gwiazdowej i sugerują, że brak szybko poruszających się gwiazd powyżej niezbędnej prędkości ucieczki sprawia, że IMBH jest mniej prawdopodobne w porównaniu.
To odkrycie jest jak dotąd najbardziej bezpośrednim dowodem na istnienie IMBH w Omega Centauri. To ekscytujące, ponieważ jest tylko bardzo niewiele innych znanych czarnych dziur o podobnej masie. Czarna dziura w Omega Centauri może być najlepszym przykładem IMBH w naszym kosmicznym sąsiedztwie – powiedziała kierowniczka zespołu Nadine Neumayer, również z Instytutu Astronomii Maxa Plancka.
Jeśli zostanie to potwierdzone, w odległości 17 000 lat świetlnych kandydatka na czarną dziurę znajduje się bliżej Ziemi niż czarna dziura o masie 4,3 miliona mas Słońca w centrum Drogi Mlecznej, która znajduje się 26 000 lat świetlnych stąd. Oprócz centrum galaktyki byłby to również jedyny znany przypadek pewnej liczby gwiazd ściśle związanych z masywną czarną dziurą.
Zespół naukowy ma teraz nadzieję scharakteryzować czarną dziurę. Uważa się, że mierzy ona co najmniej 8200 mas Słońca, ale jej dokładna masa i precyzyjna pozycja nie są w pełni znane. Zespół zamierza również zbadać orbity szybko poruszających się gwiazd, co wymaga dodatkowych pomiarów prędkości. Zespół otrzymał czas w Kosmicznym Teleskopie Jamesa Webba, aby to zrobić, a także ma inne oczekujące propozycje wykorzystania innych obserwatoriów.
Źródło: ESA
Czytaj też: Chińska firma iSpace ponosi czwartą porażkę podczas startu rakiety
Grafika tytułowa: NASA / Unsplash
