Nauka

Czarne dziury

Zespół międzynarodowych ekspertów, znany z obalenia kilku odkryć czarnych dziur, znalazł czarną dziurę o masie gwiazdowej w Wielkim Obłoku Magellana, galaktyce sąsiadującej z naszą. „Po raz pierwszy nasz zespół zebrał się razem, aby poinformować o odkryciu czarnej dziury, zamiast je odrzucać” – mówi prowadzący badania Tomer Shenar. Ponadto stwierdzili, że gwiazda, która dała początek czarnej dziurze zniknęła bez śladu potężnej eksplozji. Odkrycia dokonano dzięki sześcioletnim obserwacjom uzyskanym za pomocą należącego do Europejskiego Obserwatorium Południowego (ESO) Bardzo Dużego Teleskopu (VLT).

„Zidentyfikowaliśmy 'igłę w stogu siana'” – mówi Shenar, który rozpoczął badania na KU Leuven w Belgii [1], a obecnie jest stypendystą Marie-Curie na Uniwersytecie Amsterdamskim w Holandii. Chociaż inni podobni kandydaci na czarne dziury[ zostali] — zaproponowani, zespół twierdzi, że jest to pierwsza „uśpiona” czarna dziura o masie gwiazdowej, która została jednoznacznie wykryta poza naszą galaktyką.

Czarne dziury o masie gwiazdowej powstają, gdy masywne gwiazdy osiągają koniec swojego życia i zapadają się pod wpływem własnej grawitacji. W układzie podwójnym, czyli systemie dwóch gwiazd krążących wokół siebie, proces ten pozostawia po sobie czarną dziurę na orbicie ze świecącą gwiazdą towarzyszącą. Czarna dziura jest „uśpiona”, jeśli nie emituje wysokich poziomów promieniowania rentgenowskiego, czyli w jaki sposób takie czarne dziury są zazwyczaj wykrywane. „To niewiarygodne, że prawie nie wiemy o żadnych uśpionych czarnych dziurach, biorąc pod uwagę, jak powszechne zdaniem astronomów są” – wyjaśnia współautor Pablo Marchant z KU Leuven. Nowo odnaleziona czarna dziura ma co najmniej dziewięć razy większą masę niż nasze Słońce i orbituje wokół gorącej, niebieskiej gwiazdy o masie 25 razy większej niż masa Słońca.

Uśpione czarne dziury są szczególnie trudne do zauważenia, ponieważ nie oddziałują zbytnio z otoczeniem. „Od ponad dwóch lat szukamy takich układów podwójnych z czarnymi dziurami” – mówi współautorka pracy Julia Bodensteiner, pracownik naukowy w ESO w Niemczech. „Byłam bardzo podekscytowana, gdy usłyszałam o VFTS 243, który moim zdaniem jest najbardziej przekonującym kandydatem zgłoszonym do tej pory.” [2]

Aby znaleźć VFTS 243, współpraca przeszukała prawie 1000 masywnych gwiazd w regionie Mgławicy Tarantula w Wielkim Obłoku Magellana, szukając tych, które mogłyby mieć czarne dziury jako towarzyszy. Identyfikacja tych towarzyszy jako czarnych dziur jest niezwykle trudna, ponieważ istnieje tak wiele alternatywnych możliwości.

„Jako badacz, który w ostatnich latach [obalił] — potencjalne czarne dziury, byłem niezwykle sceptyczny co do tego odkrycia” – mówi Shenar. Sceptycyzm ten podzielał współautor Kareem El-Badry z Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian w USA, którego Shenar nazywa „niszczycielem czarnych dziur”. „Kiedy Tomer poprosił mnie o podwójne sprawdzenie swoich ustaleń, miałem wątpliwości. Ale nie mogłem znaleźć wiarygodnego wyjaśnienia dla danych, które nie wiązałoby się z czarną dziurą” – wyjaśnia El-Badry.

Odkrycie pozwala zespołowi na unikalne spojrzenie na procesy towarzyszące powstawaniu czarnych dziur. Astronomowie uważają, że czarna dziura o masie gwiazdowej powstaje w wyniku zapadania się jądra umierającej masywnej gwiazdy, ale nadal nie jest pewne, czy towarzyszy temu potężny wybuch supernowej.

„Wydaje się, że gwiazda, która uformowała czarną dziurę w VFTS 243 zapadła się całkowicie, bez śladu wcześniejszego wybuchu” – wyjaśnia Shenar. „Dowody na ten scenariusz 'bezpośredniego kolapsu’ pojawiały się ostatnio, ale nasze badanie prawdopodobnie dostarcza jednej z najbardziej bezpośrednich wskazówek. Ma to ogromne implikacje dla pochodzenia fuzji czarnych dziur w kosmosie.”

Pomimo przydomka „policja czarnych dziur”, zespół aktywnie zachęca do badania i ma nadzieję, że ich praca, opublikowana dziś w Nature Astronomy, umożliwi odkrycie innych czarnych dziur o masie gwiazdowej krążących wokół masywnych gwiazd, których tysiące przewiduje się w Drodze Mlecznej i w Obłokach Magellana.

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany. Wymagane pola są oznaczone *