Czarna dziura o masie pośredniej ukrywa się w centrum gigantycznej gromady kulistej

Wszystkie znane czarne dziury dzielimy na dwie kategorie: małe czarne dziury, o masie gwiazdowej, o masie kilku Słońc oraz supermasywne czarne dziury o masie milionów czy miliardów Słońc. Astronomowie oczekują, że czarne dziury o masach pośrednich, ważące 100-10.000 mas Słońca także istnieją, ale do tej pory nie przedstawiono na to bezpośrednich dowodów. Dzisiaj astronomowie ogłosili nowy dowód, że czarna dziura o masie pośredniej (CDMP) z masą 2.200 Słońc ukrywa się w centrum gromady kulistej 47 Tucanae. Praca pojawi się 9 lutego 2017 roku w prestiżowym dzienniku naukowym Nature.

47 Tucanae jest gromadą kulistą liczącą 12 miliardów lat. Zlokalizowana jest 13.000 lat świetlnych od Ziemi w kierunku południowej konstelacji Tukana. W kuli o średnicy zaledwie 120 lat świetlnych są tysiące gwiazd. W jej wnętrzu znajdują się także około 24 pulsary, które były ważnym celem tego badania.

Już w przeszłości badano, czy w centrum 47 Tucanae znajduje się czarna dziura, jednak bez sukcesów. W większości przypadków czarne dziury znajduje się obserwując promieniowanie X pochodzące z gorącego dysku materii wirującego wokół niej. Metoda ta sprawdza się jedynie przy poszukiwaniu czarnych dziur, które żywią się gazem sąsiednich gwiazd. Centrum 47 Tucanae jest wolne od gazu. Głodująca czarna dziura nie mogłaby się tam kryć.

Supermasywna czarna dziura w Drodze Mlecznej zdradza swoją obecność poprzez wpływ na pobliskie gwiazdy. Lata obserwacji w podczerwieni ukazały garść gwiazd w naszym galaktycznym centrum, które wirują wokół niewidocznych obiektów z silnym przyciąganiem grawitacyjnym. Jednak zatłoczone centrum 47 Tucanae uniemożliwia oglądanie ruchów poszczególnych gwiazd.

Nowe badania opierają się na dwóch liniach dowodowych. Pierwszą z nich jest ogólny ruch gwiazd w tej gromadzie. Środowisko gromad kulistych jest tak gęste, że ciężkie gwiazdy mają tendencję do zlewania się do centrum gromady. Czarne dziury o masach pośrednich znajdujące się w centrach gromad kulistych powodują zwiększanie prędkości oraz odległość gwiazd. To daje subtelny sygnał, który astronomowie mogą mierzyć.

Druga linia dowodowa pochodzi od pulsarów, zwartych pozostałości martwych gwiazd, których sygnały radiowe są łatwo wykrywalne. Obiekty te także są rozrzucane przez grawitację CDMP, co powoduje, że można je znaleźć na większych odległościach od centrum gromady, niż by oczekiwano, jeżeli w jej wnętrzu nie byłoby czarnej dziury.

Łącznie, dowody te sugerują obecność wewnątrz 47 Tucanae CDMP o masie około 2.200 mas Słońca. Ponieważ ta czarna dziura przez tak długi czas umykała odkrywcom, podobne CDMP również mogą ukrywać się w innych gromadach kulistych.

Opracowanie:
Agnieszka Nowak

Źródło:
phys.org

Urania - Postępy Astronomii

Popularne posty z tego bloga

Słaby, odległy obiekt odkryty na krańcach Pasa Kuipera

Tajemnica, w jaki sposób czarne dziury łączą się i zderzają, zaczyna się wyjaśniać

Ostatni duży posiłek naszej czarnej dziury