W środku kuli gwiazd dryfującej przez Drogę Mleczną czai się potwór.
Znajdująca się w odległości około 6000 lat świetlnych gromada kulista znana jako Messier 4 wydaje się skupiać wokół czarnej dziury o masie 800 mas Słońca.
To nie jest waga piórkowa, ale daleko jej też do gigantycznej. W rzeczywistości ciało znajduje się w rzadko spotykanym średnim zakresie masy, pomiędzy najmniejszymi czarne dziury i super masywne chonkery.
Do tej pory nasze jedyne odkrycia tych czarnych dziur były pośrednie i niejednoznaczne, i to odkrycie nie jest wyjątkiem.
Jednak jest to jeden z najlepszych kandydatów do tej pory i wystarczająco blisko, aby stosunkowo łatwo można było przeprowadzić dalsze badanie. Może to pomóc nam ostatecznie znaleźć jeden z tych nieuchwytnych obiektów i rozwiązać jedną z najbardziej zagadkowych tajemnic czarnych dziur.
„Nauka rzadko polega na odkrywaniu czegoś nowego w jednej chwili”. mówi astronom Timo Brosti Europejska Agencja Kosmiczna. „Chodzi o to, by krok po kroku nabierać pewności co do wyniku, a to może być jeden krok w kierunku upewnienia się, że istnieją czarne dziury o masach pośrednich”.
Zidentyfikowaliśmy zbyt wiele czarnych dziur we wszechświecie i dzieje się coś bardzo dziwnego ich rozkład masy. Istnieją dwie odrębne populacje: czarne dziury o masie gwiazdowej, około 100 razy większej od masy Słońca; oraz supermasywne czarne dziury, które leżą w jądrach galaktyk i otaczają miliony, a nawet miliardy słońc.
Pomiędzy tymi dwoma zakresami mas… za dużo, wcale nie za dużo, naprawdę. Stanowi to ogromną zagadkę, która w zasadzie brzmi: dlaczego nie? Czy nie ma czarnych dziur o masach pośrednich? A może po prostu tam są i z jakiegoś powodu nie możemy ich dostrzec?
Wiemy, jak powstają czarne dziury o masie gwiazdowej – fundamentalne zapadanie się masywnych gwiazd i łączenie się tych obiektów. Ale nie jesteśmy tego zbyt pewni Powstawanie supermasywnych czarnych dziur. Czy wyrastają z kolejnych połączeń mniejszych czarnych dziur, czy też pochłaniają materię i pęcznieją?
Wskazówką mogą być czarne dziury o masie pośredniej, sugerujące, że na początku mogą być małe i z czasem urosnąć do masywnych. Z pewnością miałoby to sens, ale niedostatek tych pomysłów jest bardzo skuteczną przeszkodą dla tego pomysłu.
Jedna możliwa witryna Gdzie te czarne dziury mogą czaić się w sercach gromad kulistych. Są to niewiarygodnie gęste, niezwykle kuliste gromady liczące od około 100 000 do około miliona gwiazd, które powstały w większości w tym samym czasie z tego samego obłoku gazu. Wcześniejsze badania skupiające się na gromadach kulistych wykazały wysokie stężenia masy w ich centrach, zgodne z zakresami mas czarnych dziur o masach pośrednich.
Messier 4 to najbliższa Ziemi gromada kulista. Kierowany przez astronoma Eduardo Vitrala z Space Telescope Science Institute zespół naukowców użył dwóch potężnych teleskopów kosmicznych, Hubble’a i Gai, aby bliżej przyjrzeć się znajdującym się wewnątrz gwiazdom. Śledzili ruchy około 6000 gwiazd w gromadzie, aby sprawdzić, czy mogą skorelować te ruchy z orbitami wokół małej, gęstej gromady.
Zwykle nie możemy zobaczyć czarnych dziur, jeśli materia nie jest aktywnie akreowana, ale te orbity byłyby dość niezawodnym przewodnikiem. Ich obliczenia coś ujawniły, o masie około 800 mas Słońca. Chociaż nie jest jasne, co to może być.
border frame=”0″allow=”akcelerometr; automatyczny start; Zapis do schowka. nośniki kodowane żyroskopowo; Obrazek w obrazku; udostępnianie w sieci „allowfullscreen>”.
„Korzystając z najnowszych danych z Gai i Hubble’a, nie było możliwe odróżnienie ciemnej gromady pozostałych gwiazd od pojedynczego, większego, punktowego źródła” mówi Witral. „Tak więc jedną z możliwych teorii jest to, że zamiast wielu oddzielnych małych ciemnych obiektów, ta ciemna masa może być czarną dziurą średniej wielkości”.
Aby spróbować to zawęzić, zespół wykonał modelowanie i usuwanie gwiazd, aby zobaczyć, jak zmienia to kształt gromady. Usunięcie szczególnie szybko poruszającej się gwiazdy powoduje rozłożenie masy na większą odległość, co można zobaczyć na podstawie roju małych czarnych dziur i gwiazd neutronowych. Dalsze modelowanie wykazało, że gromada nie rozciąga się na obszarze wystarczająco dużym, by stanowić taki rój.
Ponadto rój czarnych dziur byłby tak blisko siebie, że w zasadzie spowodowałby chaos. Oddziaływania grawitacyjne spowodują, że gwiazdy wylecą z gromady, posmaruj to anarchizm po niebie. W rzeczywistości mogliśmy już zobaczyć efekty tego w pliku Gromada gwiazd o nazwie Palomar 5.
„Mamy pewność, że mamy bardzo mały obszar z dużą ilością skoncentrowanej masy. Jest około trzy razy mniejszy niż gęstsza ciemna masa, którą znaleźliśmy wcześniej w innych gromadach kulistych” mówi Witral.
„Chociaż nie możemy absolutnie stwierdzić, że jest to centralny punkt grawitacji, możemy pokazać, że jest bardzo mały. Jest zbyt mały, abyśmy mogli wyjaśnić inaczej niż pojedynczą czarną dziurą. być gwiezdnym mechanizmem, o którym nic nie wiemy, przynajmniej we współczesnej fizyce”.
Tak więc, z wyjątkiem nowej fizyki lub niewidzialnych gwiazd, czarna dziura o masie pośredniej wydaje się obecnie najbardziej prawdopodobnym wyjaśnieniem. Jednak istnienie wielu małych czarnych dziur jest nadal realistycznym wyjaśnieniem. Naukowcy zalecają dalsze obserwacje gromady za pomocą Hubble’a i Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba, aby lepiej ograniczyć ruchy gwiazd w jej obrębie.
Wyniki publikowane są w Miesięczne zawiadomienia Królewskiego Towarzystwa Astronomicznego.
„Miłośnik piwa. Subtelnie czarujący pionier w dziedzinie bekonu. Myśliciel. Fan podróży. Skłonny do napadów apatii.