Naukowcy z Polski przyczynili się do odkrycia uśpionej czarnej dziury w innej galaktyce

Międzynarodowy zespół naukowców, w tym - z Polski, odkrył "uśpioną" czarną dziurę o masie gwiazdowej w Wielkim Obłoku Magellana - galaktyce sąsiedniej względem naszej. O odkryciu poinformowały ESO oraz Obserwatorium Astronomiczne Uniwersytetu Warszawskiego.

Co ciekawe, wśród autorów odkrycia jest grupa naukowców, którzy do tej pory raczej obalali podobne odkrycia, dokonane przez inne grupy. W komunikacie Europejskiego Obserwatorium Południowego (ESO) wskazano, że mają nawet pseudonim „policja czarnych dziur”. Tym razem jednak astronomiczni detektywi sami znaleźli tego rodzaju obiekt - i ogłosili to w „Nature Astronomy”.

Chociaż już wcześniej były proponowane podobne kandydatki na czarne dziury - to wskazano, że tym razem chodzi o pierwszą „uśpioną” czarną dziurę o masie gwiazdowej, jednoznacznie wykrytą w innej galaktyce poza Drogą Mleczną.

Czym jest uśpiona czarna dziura?

Czarna dziura o masie gwiazdowej powstaje na koniec życia masywnej gwiazdy, która zapada się pod wpływem własnej grawitacji. Jeśli nastąpi to w układzie podwójnym, w efekcie wokół siebie krążyć będą jasna gwiazda i czarna dziura. W przypadku, gdy czarna dziura nie emituje ze swoich okolic wysokoenergetycznego promieniowania rentgenowskiego - astronomowie mówią, że jest „uśpiona”. Te uśpione najtrudniej znaleźć, gdyż prawie wcale nie oddziałują ze swoim otoczeniem.

Badacze przeszukali prawie tysiąc masywnych gwiazd w rejonie mgławicy Tarantula w Wielkim Obłoku Magellana. Naukowcy z grupy, którą kierował dr Tomer Shenar z Uniwersytetu Amsterdamskiego, szukali takich gwiazd, które mają za towarzyszki czarne dziury. Okazało się, że jeden z układów, o nazwie VFTS 243, składa się z gorącej, niebieskiej gwiazdy o masie 25 razy większej, niż masa Słońca, i niewidocznego obiektu o masie co najmniej 9 razy większej niż masa Słońca. Przetestowano różne hipotezy dotyczące natury niewidocznego składnika i ostatecznie okazało się, że jedynym możliwym wytłumaczeniem jest uśpiona czarna dziura.

Polski wkład w odkrycie uśpionej czarnej dziury

Istotnym elementem badań były także obserwacje prowadzone przez polskich astronomów z Uniwersytetu Warszawskiego w ramach projektu OGLE, warszawskim teleskopem w Obserwatorium Las Campanas w Chile. Obserwacje te trwały wiele lat i pokazały, że jasność układu w minimalny sposób zmienia się w trakcie okresu orbitalnego z powodu zniekształcenia grawitacyjnego głównej gwiazdy przez czarną dziurę. Obserwowane efekty świetnie zgadzają się z przewidywaniami modelu.

Wydaje się, że czarna dziura powstała bez wcześniejszego wybuchu supernowej, zapadając się całkowicie. Świadczą o tym brak pozostałości po wybuchu oraz niemal kołowa orbita. Jest to zgodne z hipotezą, że najmasywniejsze gwiazdy kończą swój żywot właśnie w taki sposób.

Naukowcy przewidują, że druga gwiazda również kiedyś zmieni się w czarną dziurę i będziemy mieli do czynienia z układem dwóch czarnych dziur, powoli zacieśniających swoją orbitę na skutek emisji fal grawitacyjnych. Połączenie tych czarnych dziur w jedną nastąpi w bardzo dalekiej przyszłości, za kilkadziesiąt, a nawet kilkaset miliardów lat.

Sądzi się, że tysiące uśpionych czarnych dziur mogą występować w Drodze Mlecznej i Obłokach Magellana. W tym kontekście warto dodać, że do druku w „Astronomy & Astrophysics” przyjęta została niedawno inna publikacja, przedstawiająca wyniki podobnego odkrycia: obiecującej kandydatki na czarną dziurę o masie gwiazdowej w systemie HD 130298 w Drodze Mlecznej.

Źródło: PAP / tk