Astronomi tražili kariku koja nedostaje među crnim rupama, a onda pronašli dve

Foto: FECYT, IAC

Decenijama su astronomi tražili bez mnogo uspeha znake karike koja nedostaje među crnim rupama, tj. crne rupe sa masama između onih zvezdano masivnih crnih rupa i supermasivnih crnih rupa. Prve su viđene širom univerzuma, a druge su kosmički titani koji dominiraju u srcima galaksija — ali kada su u pitanju srednje masivne crne rupe, naučnici su videli dokaze za samo oko desetak njih.

Kako je objavljeno ranije ovog meseca, naučnici su saopštili da su, koristeći podatke sa Hablovog svemirskog teleskopa, otkrili najbolje dokaze do sada o srednje masivnoj crnoj rupi u Omega Kentauru, ostacima galaksije koju je progutao Mlečni put. Kao što se ispostavilo, potraga za srednje masivnim crnim rupama je slična čekanju autobusa, čekaš ih vekovima, a onda se dva pojave odjednom, piše Space.com.

Preporučujemo

Drugi tim istraživača otkrio je dokaze o još jednoj srednje masivnoj crnoj rupi, ovog puta u blizini supermasivne crne rupe Sagittarius (Strelac) A* (Sgr A*) u srcu Mlečnog puta, nekih 27.000 svetlosnih godina od Zemlje.

Tim, predvođen Florianom Pajskerom sa Univerziteta u Kelnu, otkrio je ovu srednje masivnu crnu rupu dok je proučavao zvezdani klaster IRS 13, koji se nalazi oko 0,1 svetlosnu godinu od Sgr A*.

- IRS 13 se čini kao ključni gradivni blok za rast naše centralne crne rupe Sgr A*. Ovaj fascinantni zvezdani klaster nastavlja da iznenađuje naučnu zajednicu otkako je otkriven pre oko dvadeset godina. U početku se mislilo da je to neobično teška zvezda. Sa podacima visoke rezolucije, međutim, sada možemo potvrditi kompoziciju gradivnih blokova sa srednje-masivnom crnom rupom u centru - rekao je Pajsker.

Zvezdano-masivne crne rupe sa između pet i 100 solarnih masa poznate su po tome što nastaju kolapsom zvezda sa najmanje osam puta većom masom od naše zvezde. Supermasivne crne rupe, međutim, moraju imati drugačije poreklo, jer nijedna zvezda ne bi mogla biti dovoljno masivna da kolabira i ostavi ostatak miliona ili čak milijardi puta masivniji od sunca.

Ova informacija je navela naučnike da teoretišu da supermasivne crne rupe moraju nastajati putem lanaca spajanja sve većih i većih crnih rupa. Takođe se smatra da ovi kosmički titani rastu gutajući materiju oko sebe, uključujući svaku nesrećnu zvezdu koja se previše približi i biva pocepana, a zatim ubačena u crnu rupu u takozvanom "događaju plimskog raspada" ili "TDE."

To znači da bi trebalo da postoji populacija "semena" crnih rupa u kosmosu koje postoje u tom velikom masovnom jazu između zvezdano masivnih i supermasivnih crnih rupa koje još nisu postigle supermasivni status, ali su još uvek previše masivne da bi nastale kolapsom zvezde. Ipak, ove srednje masivne crne rupe su bile teško uočljive.

Kao i sve druge, srednje masivne crne rupe su ograničene svetlosno, zarobljavajućom površinom koja se naziva horizont događaja. Zahvaljujući ovoj granici između posmatranog univerzuma i onoga što je unutar crne rupe, ne samo da je nemoguće da bilo koji signal putuje iz unutrašnjosti crne rupe do šireg kosmosa, već je takođe praktično nemoguće videti crnu rupu.

Međutim, srednje masivne crne rupe nisu dostigle supermasivne veličine jer nisu okružene obiljem materijala za hranjenje, pa ne emituju emisije svetlosti u svojoj okolini, što znači da su skoro potpuno tamne. Dakle, naučnici moraju koristiti pametne tehnike da bi detektovali srednje masivne crne rupe koje se ne hrane. Na primer, gledaju ponašanje vidljive materije oko crnih rupa, kao što su zvezde, da vide da li su pod uticajem gravitacionih efekata. Ako jesu, ti efekti bi mogli biti uzrokovani obližnjom crnom rupom.

Dok su proučavali IRS 13, Pajsker i kolege su videli zvezde ovog klastera u srcu Mlečnog puta kako se kreću u urednom obrascu. Ovo je bilo iznenađujuće jer je tim očekivao da zvezde budu nasumično raspoređene.

Moguća su dva objašnjenja za ovo opažanje. Ili IRS 13 komunicira sa Sgr A*, što čini da se zvezde kreću na uredan način, ili postoji veliki gravitacioni uticaj u ovom klasteru koji ga održava urednim.

Koristeći instrumente poput Vrlo velikog teleskopa (VLT), Atakamskog velikog milimetarskog/submilimetarskog skupa (ALMA) i Chandra X-ray svemirskog teleskopa, naučnici su mogli da odrede da dobro uređeni kompaktni oblik IRS 13 može zaista biti zbog prisustva srednje masivne crne rupe smeštene u centru IRS 13.

Ovo otkriće podržava viđenje X-zraka iz zvezdanog klastera, što ukazuje na jonizujući gas koji rotira brzinama od mnogih stotina hiljada milja na sat. Taj vrući jonizovani gas mogao bi da se vrtloži oko provalije ove novootkrivene srednje masivne crne rupe.

Ovo ne samo da bi astronomima pružilo još jednu nedostajuću kariku među crnim rupama, već bi otkrića takođe mogla objasniti dugogodišnju misteriju oko IRS 13. Zvezdani klaster se činio mnogo gušćim od drugih sličnih zvezdanih klastera u našoj galaksiji — ali to bi se očekivalo ako sadrži srednje masivnu crnu rupu.

Tim sada namerava da nastavi ovo istraživanje proučavajući IRS 13 sa Džejms Veb svemirskim teleskopom (JWST) i Ekstremno velikim teleskopom (ELT), koji se trenutno gradi na vrhu Cerro Armazonesa u Atakama pustinji u severnom Čileu.

(Telegraf Nauka / Space.com)