Astronomowie po raz pierwszy znaleźli w gromadzie kulistej Omega Centauri czarną dziurę o masie gwiazdowej, choć przez lata wydawało się, że takich obiektów tam po prostu nie ma. Odkrycie jest ważne, bo pomaga sprawdzić, jak w tak gęstym środowisku powstają czarne dziury i jak tworzą układy podwójne.
Omega Centauri od dawna jest kosmiczną zagadką.
To największa znana gromada kulista w Drodze Mlecznej. Zawiera około 10 milionów gwiazd upakowanych w obszarze o średnicy 150 lat świetlnych i leży mniej więcej 18 tysięcy lat świetlnych od Ziemi. Modele sugerowały, że w takim miejscu powinny istnieć tysiące czarnych dziur o masach gwiazdowych, ale obserwacje przez dekady nie dawały na to mocnych dowodów. Jak opisano w artykule Universe Today, teraz udało się znaleźć pierwszą z tych „brakujących” czarnych dziur.
Jak znaleźć coś, czego nie widać?
Najprościej mówiąc, czarna dziura nie świeci, więc trzeba szukać jej wpływu na otoczenie. Zespół wykorzystał bardzo precyzyjne pomiary położenia gwiazd w czasie, czyli astrometrię. Po połączeniu ponad 20 lat archiwalnych danych z Teleskopu Hubble’a z nowszymi obserwacjami z Teleskopu Jamesa Webba, badacze zauważyli gwiazdę krążącą wokół niewidocznego, masywnego towarzysza.
To nie była gwiazda neutronowa.
Wcześniej ten sam układ był interpretowany inaczej i podejrzewano w nim gwiazdę neutronową. Dokładniejsze wyznaczenie masy niewidocznego obiektu pokazało jednak, że jest zbyt ciężki, by nią być. Nowo zidentyfikowana czarna dziura, nazwana oMEGACat BH-2, okazała się też nietypowa: ma niższą masę, niż oczekiwano w środowisku ubogim w cięższe pierwiastki, takim jak Omega Centauri. To sugeruje, że modele powstawania czarnych dziur w takich warunkach będą wymagały dopracowania.
Rekordowo długi taniec w układzie podwójnym.
Widoczna gwiazda obiega czarną dziurę raz na 94 lata, co czyni ten układ najdłużej znanym układem podwójnym z czarną dziurą. Tak długi okres to wskazówka, że obiekty najpewniej nie powstały razem, tylko czarna dziura „przechwyciła” towarzysza w ciasnej gromadzie.
W szerszym obrazie chodzi też o fale grawitacyjne: zrozumienie, ile czarnych dziur kryje się w gromadach kulistych i jak często tworzą układy podwójne, wpływa na interpretację zdarzeń rejestrowanych przez detektory fal grawitacyjnych. Badacze zapowiadają dalsze przeszukiwanie Omega Centauri z użyciem Hubble’a i Webba, a w przyszłości pomóc ma także Teleskop Nancy Grace Roman, którego start w momencie przygotowania tego materiału wciąż jest planowany.
Ilustracja została przygotowana z użyciem AI na bazie oryginalnego zdjęcia w celu zachowania spójności wizualnej.
Pełna treść źródłowa: Universe Today
