Przejdź do głównej zawartości

Czarna dziura o masie pośredniej rzuca gwiazdę przez Drogę Mleczną

Międzynarodowy zespół naukowców wskazał pochodzenie uciekającej z dużą prędkością gwiazdy o nazwie PG 1610+062 i ustalił, że prawdopodobnie została ona wyrzucona z rodzimej gromady przez czarną dziurę o masie pośredniej.


Aby nałożyć ścisłe ograniczenia na prognozowaną prędkość rotacji PG 1610+062, jej prędkość radialną, a także dokładnie zmierzyć jej skład chemiczny, zespół potrzebował danych spektralnych gwiazdy, ale odległość i położenie na niebie sprawiły, że Echellette Spectrograph and Imager (ESI) W. M. Keck Observatory okazało się jedynym narzędziem do tego zadania.

„Na półkuli północnej tylko połączenie Obserwatorium Kecka i ESI dały nam to, czego potrzebowaliśmy. Obszar zbierania Kecka pozwolił nam zgromadzić wystarczającą ilość fotonów dla naszego obiektu, a ESI ma dokładnie odpowiednią rozdzielczość, która jest wystarczająco wysoka, aby analizować wszystkie cechy widmowe” – mówi współautor pracy Thomas Kupfer, doktorant Kavli Institute for Theoretical Physics z University of California, Santa Barbara.

Chociaż wcześniej uważano ją z starą gwiazdę o masie połowy Słońca, typową dla halo galaktycznego, dane z Obserwatorium Kecka pokazały, że PG 1610+062 jest w rzeczywistości zaskakująco młodą gwiazdą, która jest dziesięć razy masywniejsza i została wyrzucona z dysku galaktycznego z prędkością bliską prędkości ucieczki z Drogi Mlecznej.

Istnieją jeszcze szybsze gwiazdy, zwane gwiazdami o wysokiej prędkości (hyper-velocity stars – HVS) – pierwsze trzy zostały odkryte w 2005 roku. Wśród nich jest unikalna gwiazda US 708, którą znaleziono na podstawie obserwacji za pomocą spektrometru obrazowania niskiej rozdzielczości (Low Resolution Imaging Spectrometer – LRIS) na teleskopie Keck I; poruszała się tak szybko, że wymknęła się grawitacji Drogi Mlecznej. Osiągnięcie takich prędkości wymaga niezwykle dramatycznego zdarzenia procy.

Symulacje przeprowadzone w 1988 roku sugerują, że olbrzymia czarna dziura o masie 4 mln mas Słońca (supermasywna czarna dziura – SMBH) mogłaby załatwić sprawę przez zakłócenie układu podwójnego gwiazd, czyli połknięcia jednej gwiazdy i pozostawienie jej kosmicznego partnera z całą energią w układzie, wyrzucając ją daleko poza prędkość ucieczki z Drogi Mlecznej. Z braku innych wiarygodnych wyjaśnień dotyczących powstawania HVS, scenariusz ten został łatwo zaakceptowany jako standardowy mechanizm wyrzucania, w szczególności po obserwacyjnych dowodach na istnienie takiej SMBH w centrum Galaktyki.

Wykorzystując precyzyjne pomiary astrometryczne z misji Gaia, określono drogę przybycia PG 1610+062 „znikąd” z okolicy centrum Drogi Mlecznej, ale z ramienia Strzelca naszej Galaktyki, co wyklucza pomysł, że to nasza centralna SMBH wyrzuciła tę gwiazdę.

Jeszcze bardziej interesujące jest pochodne ekstremalne przyspieszenie PG 1610+062, które najprawdopodobniej wyklucza wszystkie alternatywne scenariusze, oprócz interakcji z supermasywną czarną dziurą o masie pośredniej (MMBH). Przewiduje się, że obiekty takie istnieją w młodych gromadach gwiazd w ramionach spiralnych Drogi Mlecznej, ale żadnych jeszcze nie wykryto.

Jest wiele więcej informacji na temat tej gwiazdy i jej miejsca pochodzenia. W miarę postępu misji Gaia, pojawia się precyzja, a miejsce pochodzenia zostaje jeszcze bardziej zawężone, co może umożliwić astronomom wyszukiwanie macierzystej gromady gwiazd, a ostatecznie czarnej dziury.

Zespół aktualnie poszukuje dodatkowych kandydatów podobnych do PG 1610+062, wykorzystując satelitę Gaia oraz inne duże przeglądy nieba. Jaśniejsze i bliższe gwiazdy mogą być odpowiednie do prześledzenia ich drogi z macierzystych gromad gwiazd, które mogą dostarczyć dowodów na obecność czarnych dziur o masach pośrednich znajdujących się w ich wnętrzach.

Opracowanie:
Agnieszka Nowak

Źródło:

Popularne posty z tego bloga

Wykryto największą eksplozję w historii Wszechświata

Naukowcy badający odległą gromadę galaktyk odkryli największą eksplozję obserwowaną we Wszechświecie od czasów Wielkiego Wybuchu.

Wybuch pochodził z supermasywnej czarnej dziury w centrum odległej o setki milionów lat świetlnych stąd galaktyki. W trakcie eksplozji zostało uwolnione pięć razy więcej energii, niż przy poprzednim ówczesnym najpotężniejszym wybuchu.
Astronomowie dokonali tego odkrycia przy użyciu danych z obserwatorium rentgenowskiego Chandra i XMM-Newton, a także danych radiowych z Murchison Widefield Array (MWA) w Australii i Giant Metrewave Radio Telescope (GMRT) w Indiach.
Ten potężny wybuch został wykryty w gromadzie galaktyk Ophiuchus, która znajduje się około 390 mln lat świetlnych stąd. Gromady galaktyk to największe struktury we Wszechświecie utrzymywane razem przez grawitację, zawierające tysiące pojedynczych galaktyk, ciemną materię i gorący gaz.
W centrum gromady Ophiuchus znajduje się duża galaktyka zawierająca supermasywną czarną dziurę. Naukowcy uważają, że źró…

Odkryto najbliższą znaną „olbrzymią planetę niemowlęcą”

Nowonarodzona masywna planeta znajduje się zaledwie 100 parseków od Ziemi.

Naukowcy odkryli nowonarodzoną masywną planetę bliższą Ziemi niż jakikolwiek tego typu obiekt w podobnym wieku. Olbrzymia niemowlęca planeta, nazwana 2MASS 1155-7919 b, znajduje się w asocjacji Epsilon Chamaeleontis i leży tylko około 330 lat świetlnych od naszego Układu Słonecznego.
„Ciemny, chłodny obiekt, który znaleźliśmy, jest bardzo młody i ma zaledwie 10 mas Jowisza, co oznacza, że prawdopodobnie patrzymy na planetę niemowlęcą, być może wciąż w fazie formowania się. Chociaż zostało odkrytych wiele innych planet podczas misji Kepler i innych podobnych, prawie wszystkie z nich są planetami ‘starymi’. Obiekt ten jest jednocześnie czwartym lub piątym przykładem planety olbrzymiej krążącej tak daleko od swojej gwiazdy macierzystej. Teoretycy usiłują wyjaśnić, w jaki sposób się tam uformowały lub jak tam dotarły” – powiedziała Annie Dickson-Vandervelde, główna autorka pracy.
Do odkrycia naukowcy wykorzystali dane…

Czy rozwiązano tajemnicę ekspansji Wszechświata?

Badacz z Uniwersytetu Genewskiego rozwiązał naukową kontrowersję dotyczącą tempa ekspansji Wszechświata, sugerując, że na dużą skalę nie jest ono całkowicie jednorodne.


Ziemia, Układ Słoneczny, cała Droga Mleczna i kilka tysięcy najbliższych nam galaktyk porusza się w ogromnym „bąblu” o średnicy 250 mln lat świetlnych, gdzie średnia gęstość materii jest o połowę mniejsza niż w pozostałej części Wszechświata. Taka jest hipoteza wysunięta przez fizyka teoretyka z Uniwersytetu Genewskiego (UNIGE) jako rozwiązanie zagadki, która od dziesięcioleci dzieli społeczność naukową: z jaką prędkością rozszerza się Wszechświat? Do tej pory co najmniej dwie niezależne metody obliczeniowe osiągnęły dwie wartości różniące się o około 10% z odchyleniem, które jest statystycznie nie do pogodzenia. Nowe podejście usuwa tę rozbieżność bez korzystania z „nowej fizyki”.
Wszechświat rozszerza się od czasu Wielkiego Wybuchu, który miał miejsce 13,8 mld lat temu – propozycja po raz pierwszy przedstawiona przez b…