Astronomowie odkryli oddaloną o 1600 lat świetlnych czarną dziurę o masie ok. 10 razy większej niż masa Słońca. Zdaniem badaczy to jednocześnie pierwsze pewne odkrycie tzw. uśpionej czarnej dziury w Drodze Mlecznej.
Z pomocą hawajskiego Obserwatorium Gemini naukowcy z Instytutu im. Maxa Plancka oraz innych ośrodków z różnych krajów odkryli czarną dziurę znajdującą się relatywnie blisko Ziemi.
Czarna dziura nazwana Gaia BH1 znajduje się w odległości ok. 1600 lat świetlnych od Układu Słonecznego, w gwiazdozbiorze Wężownika i ma masę ok. 10 mas Słońca. Jest przy tym uśpiona, tzn. nie pochłania pobliskiej materii. To pierwsze, niebudzące wątpliwości odkrycie takiego obiektu w Drodze Mlecznej - twierdzą naukowcy.
Jak przypominają, czarne dziury to najbardziej ekstremalne ciała w kosmosie. Ich tzw. supermasywne postacie, jak się uważa, zajmują centra dużych galaktyk.
Jednak mniejsze czarne dziury - o masie od 5 do 100 mas Słońca występują dużo powszechniej. Według obecnych szacunków, w samej Drodze Mlecznej jest ich ok. 100 mln. Odkryto ich jednak tylko kilka i wszystkie były aktywne - emitowały silne promieniowanie rentgenowskie, pochłaniając materię z towarzyszących im gwiazd. Dzięki promieniowaniu obiekty takie można znaleźć dużo łatwiej.
Tymczasem Gaię BH1 naukowcy dostrzegli poprzez obserwację ruchu podobnej do Słońca gwiazdy orbitującej wokół czarnej dziury. Gwiazda porusza się po orbicie podobnej do tej, po jakiej Ziemia okrąża Słońce.
„Jeśli weźmiemy Układ Słoneczny i zamiast Słońca umieścimy czarną dziurę, a Słońce - w miejscu Ziemi, uzyskamy tamten system - wyjaśnia Kareem El-Badry, jeden z autorów odkrycia. - Podczas gdy wielokrotnie zgłaszano odkrycie tego typu układu, prawie wszystkie takie doniesienia zostały obalone. To pierwsza pewna detekcja przypominającej Słońce gwiazdy na dużej orbicie wokół czarnej dziury o masie kilku gwiazd, w naszej galaktyce” - podkreśla badacz.
Naukowcy opowiadają, że we wcześniejszych poszukiwaniach uśpionych czarnych dziur natrafiali np. na podwójne układy gwiezdne, które do systemów z czarnymi dziurami były tylko podobne.
Pierwsze wskazówki o obecności rzadkiego obiektu dostarczył europejski satelita Gaia. Można było wtedy dostrzec nieregularności w ruchu gwiazdy powodowane grawitacją czarnej dziury. Dokładniejsze pomiary prowadzone z pomocą hawajskiego obserwatorium pozwoliły na dokładne określenie mas i natury obu obiektów.
„Nasze obserwacje prowadzone w obserwatorium Gemini ponad wszelkie, rozsądne wątpliwości potwierdziły, że podwójny układ zawiera gwiazdę i przynajmniej jedną uśpioną czarną dziurę - twierdzi dr El-Badry. - Nie mogliśmy znaleźć żadnego astrofizycznego zjawiska wyjaśniającego zaobserwowaną w tym systemie orbitę, które nie uwzględniałoby przynajmniej jednej czarnej dziury” - dodaje.
Dzięki obserwatorium Gemini astronomowie mogli przy tym wykonać badania szczególnie precyzyjne, ale także w krótkim czasie.
Od uzyskania pierwszych danych wskazujących na obecność czarnej dziury mieli tylko tydzień, zanim jej ustawienie względem gwiazdy uniemożliwiłoby obserwacje. Gdyby się nie udało, musieliby czekać kolejny rok.
Teraz, z pomocą dostępnych modeli teoretycznych badacze próbują odszyfrować wcześniejsze losy odkrytego układu.
Centralna gwiazda, która stała się czarną dziurą, musiała mieć, według nich masę ok. 20 mas Słońca. To oznacza, że żyła zaledwie kilka milionów lat.
Nie wiadomo jednak, jak orbitująca wokół niej, mniejsza gwiazda przetrwała ewolucję większej. Ta, bowiem w pewnym momencie musiała przemienić się w tzw. nadolbrzyma i pochłonąć mniejszą towarzyszkę.
Ostatecznie mniejsza gwiazda powinna znaleźć się na dużo mniejszej orbicie. To wskazuje na luki w obecnych teoriach - uważają naukowcy. Wskazuje też na możliwą obecność całej, nieznanej wcześniej populacji uśpionych czarnych dziur w naszej galaktyce, ukrytych w układach podwójnych.
„Jako część sieci kosmicznych i naziemnych instrumentów Obserwatorium Gemini nie tylko dostarczyło silnych dowodów na istnienie najbliższej, ze znanych czarnych dziur, ale także ukazało pierwszy czysty układ z czarną dziurą, który nie jest zaśmiecony typowym, oddziałującym z nią, gorącym gazem” - podkreśla pracujący w Obserwatorium Martin Still.
„Podczas gdy wyniki te potencjalnie zapowiadają przyszłe odkrycia uśpionych czarnych dziur w naszej galaktyce, dokonane obserwacje pozostawiają także tajemnicę do rozwikłania - dlaczego, pomimo wspólnej historii z egzotycznym sąsiadem, druga gwiazda tego układu wygląda tak normalnie?” - tłumaczy badacz.
Więcej informacji tutaj i tu. (PAP)
Marek Matacz
mat/ ekr/
