Przejdź do głównej zawartości

Hubble znajduje najlepszy dowód na czarną dziurę o masie pośredniej

Nowe dane z Kosmicznego teleskopu Hubble’a dostarczyły najsilniejszych jak dotąd dowodów na istnienie we Wszechświecie czarnych dziur o masach pośrednich. Hubble potwierdza, że taka czarna dziura mieszka w gęstej gromadzie gwiazd.


Czarne dziury o masach pośrednich (Intermediate-mass black holes – IMBH) są od dawna poszukiwanym „brakującym ogniwem” w ewolucji czarnych dziur. Do tej pory znaleziono kilku innych kandydatów na IMBH. Są mniejsze niż supermasywne czarne dziury znajdujące się w centrach dużych galaktyk, ale większe niż czarne dziury o masie gwiazdowej powstałe w wyniku rozpadu masywnych gwiazd. Nowo odkryta czarna dziura ma masę ponad 50 000 razy większą niż Słońce.

W 2006 roku obserwatoria Chandra i XMM-Newton wykryły potężny rozbłysk promieni rentgenowskich, ale nie było jasne, czy pochodzi on z wnętrza naszej galaktyki czy spoza niej. Naukowcy przypisali je rozerwaniu gwiazdy po zbytnim jej zbliżeniu się do potężnego grawitacyjnie, zwartego obiektu, takiego jak czarna dziura.

Co zaskakujące, źródło promieniowania X o nazwie 3XMM J215022.4−055108, nie znajdowało się w centrum galaktyki, gdzie zwykle znajdują się masywne czarne dziury. Wzbudziło to nadzieję, że sprawcą jest IMBH, ale najpierw trzeba było wykluczyć inne możliwe źródło rozbłysku rentgenowskiego: gwiazdę neutronową w naszej własnej Drodze Mlecznej, ochładzającą się po ogrzaniu do bardzo wysokiej temperatury. Gwiazdy neutronowe są niezwykle gęstymi pozostałościami eksplodującej gwiazdy.

Hubble został skierowany na źródło promieniowania X, aby ustalić jego dokładną lokalizację. Głębokie obrazowanie w wysokiej rozdzielczości potwierdziło, że promieniowanie rentgenowskie nie pochodzi z pojedynczego źródła w naszej galaktyce, ale znajduje się w odległej gęstej gromadzie gwiazd na obrzeżach innej galaktyki – po prostu w miejscu, w którym astronomowie spodziewali się znaleźć dowody na istnienie IMBH. Poprzednie badania Hubble’a wykazały, że im bardziej masywna jest galaktyka, tym większa jest znajdująca się w niej czarna dziura. Dlatego ten nowy wynik sugeruje, że gromada gwiazd, w której znajduje się 3XMM J215022.4−055108, może być odartym jądrem małomasywnej galaktyki karłowatej, która została grawitacyjnie i pływowo rozerwana przez jej bliskie interakcje z obecnie większą galaktyką gospodarzem.

IMBH są szczególnie trudne do znalezienia, ponieważ są mniejsze i mniej aktywne niż supermasywne czarne dziury; nie mają łatwo dostępnych źródeł paliwa, ani grawitacji, która jest wystarczająco silna, aby stale przyciągać gwiazdy i inną materię kosmiczną i wytwarzać charakterystyczne promieniowanie rentgenowskie. Astronomowie zatem muszą „złapać” IMBH na gorącym uczynku w stosunkowo rzadkim akcie „pożerania” gwiazdy. Zespół naukowców przeczesywał archiwum danych XMM-Newton, przeszukując setki tysięcy źródeł, aby znaleźć mocne dowody na tego jednego kandydata na IMBH. Raz znalezione, promieniowanie X z postrzępionej gwiazdy pozwoliło astronomom oszacować masę czarnej dziury.

Potwierdzenie jednej IMBH otwiera możliwość, że w mrokach czai się ich o wiele więcej, czekających, aż zostaną ujawnione przez przechodzącą zbyt blisko gwiazdę. Dacheng Lin z University of New Hampshire, kierownik zespołu, planuje kontynuować tę drobiazgową pracę, stosując metody, które dla jego zespołu okazały się skuteczne.

Badanie pochodzenia i ewolucji czarnych dziur o masach pośrednich da odpowiedź na pytanie, w jaki sposób powstały supermasywne czarne dziury, które znajdują się w jądrach masywnych galaktyk.

Czarne dziury są jednym z najbardziej ekstremalnych środowisk, których ludzie są świadomi, dlatego są poligonem doświadczalnym dla praw fizyki i naszego zrozumienia, jak działa Wszechświat. Czy supermasywna czarna dziura wyrasta z IMBH? Jak powstają same IMBH? Czy gęste gromady gwiazd są ich ulubionym domem? Dzięki pewnemu wnioskowi jednej tajemnicy Lin i inni astronomowie zajmujący się czarnymi dziurami odkrywają, że mają o wiele więcej ekscytujących pytań.

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…