Astronómovia možno našli čiernu dieru „Chýbajúci článok“, pretože zjedla hviezdu

(Optické: NASA/ESA/Hubble/STScI; Röntgen: NASA/CXC/UNH/D. Lin a kol.)

Čierne diery sú záludné. Číhajú tam v tme, nevydávajú žiadne detekovateľné žiarenie, takže je veľmi ťažké ich nájsť. Majú však slabosť: sú extrémne neporiadni jedáci. A tento sklon umožnil astronómom zamerať sa na niečo nepolapiteľné: „chýbajúci článok“ strednej váhy čierna diera .

Kolosálny röntgenový záblesk pozorovaný v roku 2006 bol podozrivý z úniku z čiernej diery strednej hmotnosti - 50 000-násobku hmotnosti Slnka - keď sa roztrhla a pohltila hviezdu. Odstránením hlavnej konkurenčnej hypotézy sú teraz výskumníci presvedčení, že ánona správnej ceste, a je to dosť veľký problém.

Čierne diery sú záhadné v tých najlepších časoch. Pretože nevyžarujú žiadne svetlo, nevidíme ich a ich vlastnosti musíme merať na základe vplyvu, ktorý majú na veci okolo seba – či užobiehajúce objektyalebo veci, ktoré v skutočnosti pribúdajú, proces, ktorý vytváraveľké množstvo tepla a svetla.



Ale čierne diery so strednou hmotnosťou sú pred záhadou. Pretože zatiaľ čo sme našli skutočne jemné čierne diery s hviezdnou hmotnosťou (až 100-násobok hmotnosti Slnka) a skutočne hrubé supermasívne čierne diery (viac ako 100 000-násobok hmotnosti Slnka, hocimôžu byť oveľa väčšie), hmotnostná kategória medzi nimi sa ukázala ako mimoriadne nepolapiteľná.

Mámemal narážkyže stredne masové čierne dierysú tam vonku, ale nič presvedčivé. Tento nový dokument je podľa jeho autorov zatiaľ najlepším dôkazom.

Tento dôkaz závisí od obrovskej röntgenovej erupcie nazývanej 3XMM J215022.4−055108 (alebo skrátene J2150−0551). Zatiaľ čo svetelná šou prebiehala už tri roky, erupciu prvýkrát zachytili v roku 2006 dva výkonné röntgenové vesmírne teleskopy –  röntgenové observatórium Chandra agentúry NASA a röntgenová multimirrorová misia Európskej vesmírnej agentúry (XMM-Newton ).

(NASA, ESA a D. Lin (University of New Hampshire)

V roku 2018 fyzik a astronóm Dacheng Lin z University of New Hampshire a jeho kolegoviapublikoval článok založený na pozorovaniach z týchto ďalekohľadov. Dospeli k záveru, že erupcia bola pravdepodobne vyžarovaná, keď hviezdu pohltila čierna diera strednej hmotnosti.

Teraz Lin a jeho tím získali a analyzovali nové pozorovania na viacerých vlnových dĺžkach z XMM Newton a Hubbleovho vesmírneho teleskopu. A sú si viac ako kedykoľvek predtým istí, že to spôsobilo vzplanutie.

'Čierne diery strednej hmotnosti sú veľmi nepolapiteľné objekty, a preto je dôležité starostlivo zvážiť a vylúčiť alternatívne vysvetlenia pre každého kandidáta,' Povedal Lin . 'To je to, čo nám Hubble dovolil urobiť pre nášho kandidáta.'

Jednou zo zvedavých vecí na J2150−0551 bola jej poloha – nie v strede galaxie, kde bežne nájdete veľké čierne diery, ktoré trhajú hviezdy. V skutočnosti sa zdalo, že pochádza z hviezdokopy na okraji lentikulárnej galaxie vzdialenej 800 miliónov svetelných rokov.

To je v súlade s jedným z modelov formovania čiernych dier strednej hmotnosti, ktorý tiež vysvetľuje, prečo je také zložité ich nájsť.

A papier z roku 2004 navrhol, že gravitácia hustej hviezdokopy môže spôsobiť, že hviezdy v nej padajú smerom k stredu zhluku, čím sa vytvorí hviezda hmotná ako tisíce Sĺnk. Tá by sa potom pod vlastnou váhou zrútila a vytvorila by čiernu dieru strednej hmotnosti.

Ale pretože je mimoriadne ťažké rozlíšiť jednotlivé hviezdy mimo Mliečnej dráhy, nezáleží na sledovaní ich obežných dráh, čierne diery mimo Mliečnej dráhy sú zistiteľné len vtedy, keď do nich aktívne padá materiál, ako napríklad hviezda alebo oblak plynu.

V čase, keď by jedna z týchto hviezdokôp vytvorila čiernu dieru, vyčistila by oblasť v rámci svojho gravitačného dosahu, čo znamená, že v jej blízkosti nezostal žiadny materiál, ktorý by mohla pohltiť, s výnimkou zriedkavých a občasných zablúdených hviezd. Astronómovia si myslia, že to spôsobilo J2150−0551.

A stále existovala možnosť, že J2150−0551 bolo niečo iné - a neutrónová hviezda vo vnútri Mliečnej dráhy, ktorá sa ochladzovala po tom, čo sa zahriala počas výbuchu akrécie – zosypanie materiálu z inej hviezdy. Výbuch akrécie dostatočne veľký na to, aby spôsobil toto zahrievanie v neutrónovej hviezde, nebol zistený pri celooblohovom prieskume, ktorý by ho mal zachytiť, ale potrebovali sme presvedčivejšie rozhodnutie.

Hubbleov teleskop bol nasmerovaný na oblohu, v ktorej bolo vidieť J2150-0551, aby získal hlboké snímky s vysokým rozlíšením na potvrdenie jeho polohy. Tieto pozorovania potvrdili, že röntgenová žiara nevychádzala z Mliečnej dráhy, ale z hviezdokopy vzdialenej 800 miliónov svetelných rokov.

Medzitým XMM Newton získal viac röntgenových pozorovaní.

'Pridanie ďalších röntgenových pozorovaní nám umožnilo pochopiť celkový energetický výstup,' povedala astronómka Natalie Webb z Université de Toulouse vo Francúzsku. 'To nám pomáha pochopiť typ hviezdy, ktorá bola narušená čiernou dierou.'

Tieto pozorovania viedli výskumníkov k záveru, že vzplanutie bolo spôsobené čiernou dierou strednej hmotnosti, keď zachytila, rozdrvila a nahromadila malú hviezdu hlavnej postupnosti približne tretinu hmotnosti nášho Slnka a asi 40 percent jej veľkosti.

Zistili tiež, že samotná hviezdokopa by mohla byť jadrom trpasličej galaxie, zbavenej väčšiny materiálu v dôsledku gravitačných interakcií s väčšou galaxiou, s ktorou susedí.

Dôležité je, že tento nález opäť potvrdzuje, že hviezdokopy obiehajúce okolo masívnejších galaxií by mohli byť hlavným miestom na nájdenie týchto nepolapiteľných čiernych dier strednej hmotnosti.

Výskum bol publikovaný v r The Astrophysical Journal Letters .

O Nás

Publikácia Nezávislých, Osvedčených Skutočností O Správach O Zdraví, Priestore, Prírode, Technológii A Životnom Prostredí.