Wykryto nowy rodzaj czarnej dziury
Czarne dziury są jednymi z najbardziej tajemniczych obiektów we wszechświecie. Z tego co o nich wiemy mają jedną wspólną cechę – większość z nich podzielić można na dwie kategorie: małych dziur o masie kilka razy większej od Słońca; lub takich, które ważą miliony miliardów Słońc.
Naukowcy właśnie ogłosili wykrycie dowodu na istnienie nowego rodzaju czarnej dziury, zwanej „czarną dziurą o masie pośredniej”, o umiarkowanym rozmiarze 2200 mas Słońca, ukrywających się w gęstych gromadach gwiazd.
Naukowcy już wcześniej przypuszczali, że te pośrednie czarne dziury (nazywane w skrócie IMBH), o masie od 100 do 10 000 Słońc, mogą istnieć w naszym wszechświecie. Ale do tej pory dostrzegali jedynie garść potencjalnych kandydatów pasujących do tej kategorii.
Te pośrednie czarne dziury są o tyle istotne, że mogą dostarczyć nam wskazówek na temat supermasywnych czarnych dziur, znajdujących się w centrach galaktyk. Szczególnie mogą pomóc w zrozumieniu, w jaki sposób stały się one aż tak duże – przy naszym obecnym zrozumieniu wszechświata nie jesteśmy tego bowiem w stanie wytłumaczyć. Można powiedzieć, że średnie czarne dziury są “brakującym ogniwem” ewolucji osobliwości pomiędzy małymi a supermasywnymi czarnymi dziurami. Jak twierdzą naukowcy nowo zaobserwowane ciała mogą stanowić coś w rodzaju “pierwotnych nasion”, z których wyrosły olbrzymie widoczne w centrach galaktyk obiekty.
Nowa czarna dziura o masie pośredniej została odnaleziona w środku kulistej gromady o nazwie 47 Tucanae. Gromada znajduje się zaledwie 13 tysięcy lat świetlnych od Ziemi a więc stosunkowo blisko w kosmicznych kategoriach.
Zawiera w sobie tysiące gwiazd i około 2 tuziny pulsarów na sferycznym obszarze o średnicy około 120 lat świetlnych. Naukowcy od dawna poszukiwali śladów czarnych dziur w centrum gromady.
Czarne dziury powstają z zapadających się gwiazd pod koniec ich życia. Naukowcy przypuszczali więc, że w obszarze o tak dużym zagęszczeniu gwiazd musi znaleźć się chociaż jedna osobliwość. Mimo iż zakładano istnienie czarnej dziury znalezienie jej nie było tak łatwe. W najnowszym badaniu zespół astronomów wykorzystał dwie metody – obserwowano ruch wszystkich gwiazd w gromadzie, nie ograniczając się wyłącznie do jednej lub dwóch. Dzięki temu udało się zauważyć gęsty obszar działający jak proca dla gwiazd, wyrzucając je z większą prędkością na dalsze odległości – czarna dziura była dobrym wyjaśnieniem tego zjawiska. Obserwacje potwierdzono dzięki analizie zachowań pulsarów (które są pozostałościami martwych gwiazd wysyłając od czasu do czasu sygnał radiowy w formie wybuchu).
W przypadku 47 Tucanae pulsary też były rozpraszane – nie dało się tego wytłumaczyć inaczej niż przez interwencję czarnej dziury. Wykorzystując zebrane dane udało się stworzyć model komputerowy, który wyliczył, że gromada musi zawierać czarną dziurę o masie pośredniej. Wszystkie razem dowody wskazały na obecność IMBH o wadze około 2200 mas Słońca. Biorąc pod uwagę margines błędu, górna granica może wynosić nawet do 3700 mas Słońca, a dolna 1400. Obiekt cały czas mieści się jednak w kategorii pośrednich czarnych dziur. Teraz naukowcy będą kontynuować poszukiwania podobnych obiektów przy użyciu wypracowanej metody. Biorąc pod uwagę jak wiele czarnych dziur umyka naszemu wykryciu możliwe, iż wkrótce znajdziemy ich znacznie więcej – a im więcej tym lepiej zrozumiemy zagadkę czarnych dziur.
