Szukali jednej średniej czarnej dziury. Znaleźli całą gromadę
Gdy naukowcy za pomocą teleskopu Hubble'a przyjrzeli się centrum gromady kulistej NGC 6397, spodziewali się znaleźć średnio masywną czarną dziurę. Zamiast niej zauważyli całą grupę niewielkich czarnych dziur. Odkrycie to stało się pierwszą okazją do badania czarnych dziur w centrum gromady kulistej.
Gromady kuliste to niezwykle gęsto upakowane układy, w których gwiazdy znajdują się blisko siebie. Są też zwykle bardzo stare. Wiek NGC 6397 jest podobny do wieku wszechświata. Gromada znajduje się w odległości około 7800 lat świetlnych od Ziemi, co czyni ją jedną z najbliższych nam takich struktur. Jest ona jedną z około 20% gromad kulistych, w których – w wyniku gęstego upakowania – doszło do zapaści jądra. I to właśnie w tym zapadniętym jądrze odkryto grupę czarnych dziur.
Odkrycia dokonali Eduardo Vitral i Gary A. Mamon z Institut d’Astrophysique de Paris, którzy spodziewali się znaleźć średnio masywną czarną dziurę. Takie obiekty są zaginionym elementem ewolucji czarnych dziur. Wiemy o istnieniu niewielkich czarnych dziur o masach gwiazdowych oraz supermasywnych czarnych dziur. Istnienie czarnych dziur o masach pośrednich jest przedmiotem gorących sporów.
Uczeni poszukiwali czarnej dziury analizując pozycję i prędkość gwiazd w gromadzie. Wykorzystali przy tym dane z teleskopu Hubble'a oraz obserwatorium kosmicznego Gaia.
Nasza analiza wykazała, że w całej gromadzie orbity gwiazd są niemal przypadkowe, a nie okrągłe lub eliptyczne, mówi Mamon. Odkryliśmy bardzo silny dowód na istnienie niewidocznej dla nas masy w centralnym regionie gromady. Ale, ku naszemu zdumieniu, stwierdziliśmy, że masa tanie znajduje się w jednym punkcie, ale zajmuje kilka procent rozmiarów gromady, dodaje Vitral.
Taki rozkład niewidocznej masy wskazuje, że może ona pochodzić wyłącznie z pozostałości po masywnych gwiazdach, które się zapadły. W wyniku oddziaływań grawitacyjnych gwiazdy takie stopniowo przemieszczały się w kierunku centrum gromady. Badacze, wykorzystując modele ewolucji gwiazd doszli do wniosku, że mamy tam do czynienia ze zgrupowaniem mniejszych czarnych dziur, a nie z gwiazdami neutronowymi lub białymi karłami, których nie jesteśmy w stanie zaobserwować.
Nasze badania są pierwszymi, w których została obliczona masa i rozkład zgrupowania składającego się głównie z czarnych dziur znajdujących się w zapadniętym jądrze gromady kulistej, stwierdza Vitral.
Odkrywcy zastanawiają się, czy takie zgromadzenia czarnych dziur nie mogą być ważnym źródłem fal grawitacyjnych.
Z pracą Mamona i Vitrala można zapoznać się na łamach Astronomy & Astrophysics.
Komentarze (0)