Odkrycie współtowarzysza czarnej dziury

Uważa się, że większość galaktyk posiada w swoich jądrach supermasywne czarne dziury, a dziesiątki takich obiektów zostało zmierzonych pośrednio za pomocą technik takich, jak obrazowanie (z wykorzystaniem np. EHT) czy modelowanie ruchu materii, która je okrąża. Na przykład nasza Droga Mleczna ma w swoim centrum czarną dziurę o masie 4 mln słońc. Szacuje się, że najbardziej skrajne przykłady mają aż 10 mld mas Słońca. Na drugim końcu skali masy, obserwacje rentgenowskie materii opadającej na czarne dziury o masach gwiazdowych, z okrążających je gwiezdnych towarzyszy zmierzyły około sześćdziesięciu przypadków, których masy wynoszą od kilku do dziesięciu mas Słońca. Dzięki wykrywaniu fal grawitacyjnych dokonano około kilkunastu przekonywujących detekcji czarnych dziur o masach od kilku do kilkudziesięciu mas Słońca. Taka różnica między tymi obiektami o masach gwiazdowych a supermasywnymi czarnymi dziurami w jądrach galaktyk jest uderzająca i uważa się ją za wynikającą z ich różnego pochodzenia: czarne dziury o masach gwiazdowych pochodzą od gwiazdy, która wybuchła jako supernowa, podczas gdy supermasywne czarne dziury, choć bardziej tajemnicze, uważa się za rosnące w wyniku połączenia się i akrecji masy.

Rosomana Di Stefano z CfA była członkiem zespołu astronomów, który w najnowszym numerze Nature ogłosił odkrycie czarnej dziury o masie gwiazdowej w układzie podwójnym z bardzo gorącą gwiazdą o okresie rotacji wynoszącym 78,9 dnia i separacji mającej 1 jednostkę astronomiczną, najszerszą dotąd znaną. Naukowcy użyli spektrometru optycznego do wyszukiwania okresowych zmian w widmach każdej z trzech tysięcy gwiazd, o których wiadomo, że są w układach podwójnych i sądzili, że mogą mieć dość ekstremalnego towarzysza. Każda gwiazda była mierzona 26 razy, od samego początku działania projektu w 2016 roku, za pomocą teleskopu LAMOST (Large Aperture Multi-Object Spectroscopic Telescope). W szczególności jedna gwiazda, oznaczona LB-1, miała dużego niewidzialnego towarzysza. Analizy obserwacji uzupełniających za pomocą instrumentów o znacznie wyższej rozdzielczości widmowej pozwoliły ustalić, że jej masa wynosi ok. 68 mas Słońca, z dokładnością ok. 10 mas Słońca.

Ten masywny obiekt prawie na pewno jest czarną dziurą, ponieważ nie ma tak masywnych gwiazd, ale jego pochodzenie jest na razie zagadką. Zespół rozważał kilka możliwości ale w końcu doszli do wniosku, że niektóre z bardziej niezwykłych, ale możliwych alternatyw oferują spójny scenariusz, rzucając tym samym nowe światło nie tylko na populację czarnych dziur w tym zakresie mas, ale także na ekstremalne sytuacje zapadania się gwiazd i ewolucje gwiazd podwójnych. Odkrycie sygnalizuje również prawdopodobieństwo wykrycia innych czarnych dziur za pomocą tej techniki, wraz z odpowiednim spojrzeniem na to, jak one się tworzą.

Opracowanie:
Agnieszka Nowak

Źródło:
CfA

Dodaj komentarz

Witryna wykorzystuje Akismet, aby ograniczyć spam. Dowiedz się więcej jak przetwarzane są dane komentarzy.