W centrum Drogi Mlecznej kryje się niezwykle rzadka czarna dziura

Centrum Drogi Mlecznej to Sagittarius A*, masywna czarna dziura zaliczana do kategorii supermasywnych. Ale ten gigant nie jest sam. Współistnieje również z innymi, znacznie mniejszymi czarnymi dziurami, które pojawiają się pod koniec cyklu życia gwiazdy. Ponieważ ich masa jest w przybliżeniu równa masie gwiazdy, nazywane są czarnymi dziurami o masach gwiazdowych, a niektóre badania sugerują, że nasza galaktyka może zawierać ich miliardy. Ale między nimi istnieje realna statystyczna różnica.

Teoretycznie powinniśmy znaleźć także RPośrednia czarna masa lub IMBH (Do Czarna dziura o masie pośredniej). Ale te wydają się być widoczne przez ich brak; Wydają się niezwykle rzadkie i trudne do wykrycia. W porównaniu z supermasywnymi czarnymi dziurami promieniowanie i siły grawitacyjne emitowane przez czarne dziury IMBH są raczej słabe. One także, w przeciwieństwie do mniejszych, są zwykle nieco odizolowane. Prawie nigdy nie można ich znaleźć w pobliżu pozostałości po supernowych pozostawionych przez katastrofalną śmierć gwiazd i rzadko są włączane do układów podwójnych. Wszystkie te czynniki komplikują proces wykrywania tych obiektów, których jest również znacznie mniej w wartościach bezwzględnych.

Odkrycie IMBH jest zatem wydarzeniem Bardzo rzadkie. Jak dotąd astronomowie odkryli zaledwie kilkanaście w całym obserwowalnym wszechświecie. W naszej galaktyce wyniki są mniej różowe. Tylko kilka rzeczy pasuje do tej definicji, a naukowcy często uderzają w ścianę, próbując potwierdzić ich status. Dane są na ogół zbyt niejasne, aby dokładnie potwierdzić, że rzeczywiście są to czarne dziury o masach pośrednich.

Jednak zaczęło się to zmieniać dwa tygodnie temu, kiedy zespół z prestiżowego Instytutu Maxa Plancka zidentyfikował najbardziej obiecującego kandydata w Drodze Mlecznej – tym razem na poparcie swojej tezy bardzo przekonującymi danymi. Kilka dni temu badacze z Uniwersytetu w Kolonii powrócili do tego zarzutu, przedstawiając inne podobne… i być może ciekawsze wyniki.

Szczególnie tajemnicza gromada gwiazd

Ta nowa praca dotyczy Organ podatkowy 13, wyjątkowa grupa gwiazd, która od dawna stanowi wielką tajemnicę dla specjalistów. Kiedy odkryto ją 25 lat temu, początkowo uważano ją za gwiazdę-olbrzym, następnie za układ podwójny, a w końcu za gwiazdę Wolfa-Rayeta. Termin ten odnosi się do fazy przejściowej, przez którą przechodzą niektóre bardzo gorące, masywne i jasne gwiazdy, gdy zbliżają się do końca swojego cyklu życia i znajdują się na granicy supernowej.

Ostatnio kolejne obserwacje potwierdziły, że faktycznie jest to gromada gwiazd. Ale ta weryfikacja nie umożliwiła rozwiązania wszystkich tajemnic otaczających standard IRS 13, wręcz przeciwnie. Zamiast tego ujawniło wiele innych tajemnic, w tym szczególnie drażliwą.

Na początek jest niesamowicie gęsty; Jest to zdecydowanie najbardziej zwarta masa, jaką kiedykolwiek zaobserwowano w Drodze Mlecznej. Ponadto znajduje się 0,1 roku świetlnego od Sagittarius A*, olbrzyma w sercu galaktyki. Ta wyjątkowa bliskość stwarza poważny problem teoretyczny. Tak naprawdę na tak małej odległości siły grawitacyjne są na tyle duże, że grupa tego typu teoretycznie nie powinna pozostać razem. Dlatego wydaje się, że zaprzecza istniejącym dzisiaj prawom fizykiDo dziś nikt nie jest w stanie wyjaśnić, w jaki sposób IRS 13 zdołała w ten sposób oprzeć się objęciu supermasywnej czarnej dziury.

Pośrednia czarna dziura obsługująca Strzelca A*

Aby odpowiedzieć na to pytanie, zespół Floriana Bieseckera, astrofizyka z Uniwersytetu w Kolonii w Niemczech, rozpoczął nową kampanię obserwacyjną. Aby rozwiązać zagadkę, przyjrzeli się dynamice gromad, czyli sposobowi, w jaki gwiazdy oraz obłoki gazu i pyłu poruszają się względem siebie. Spodziewali się, że te ruchy będą nieco przypadkowe, ale zauważyli coś zupełnie odwrotnego. Właściwie wszystko to układa się w zaskakująco zaaranżowany balet.

Nie jest to tylko anegdotyczna obserwacja, ponieważ według zespołu spójność masy i wyjątkowa dynamika koniecznie wskazują na obecność innego, masywniejszego obiektu. Próbują więc zlokalizować przedmiot, o którym mowa, i tutaj praca staje się naprawdę interesująca.

W środku mszy odkryli A Źródło promieniowania rentgenowskiegoCo ogólnie wskazuje na bardzo aktywne zjawisko. Poszukując jego źródła, zauważyli następnie A Pierścień zjonizowanego gazu obracający się bardzo szybko (około 130 km/s). Bardzo przypomina dysk akrecyjny, czyli masywny dysk gazu i pyłu przegrzany pod wpływem grawitacji czarnej dziury. Na koniec zespół obliczył masę tego tajemniczego centralnego pierwiastka na podstawie trajektorii innych obiektów w IRS 13. Ustalił, że jest ona rzędu 30 000 mas Słońcai istnieje tylko jeden typ znanego lub teoretycznego obiektu, który może zaznaczyć wszystkie te pola na raz: Wszystko wskazuje na to, że jest to jedna z tych słynnych czarnych dziur o średniej masie.

” Ta wspaniała gromada gwiazd nieustannie zaskakuje społeczność naukową od czasu jej odkrycia około dwudziestu lat temu „, mówi Peißker w komunikacie prasowym uniwersytetu. ” Dzięki tym nowym danym o wysokiej rozdzielczości możemy teraz potwierdzić skład pierwiastków składowych czarnej dziury o masie pośredniej w centrum. »

Krok naprzód w zrozumieniu supermasywnych czarnych dziur

Co więcej, aby potwierdzić tę interpretację wyników, potrzebne byłyby bardziej szczegółowe obserwacje, ale argumenty wydają się już bardzo mocne. To doskonała wiadomość, ponieważ to odkrycie może oznaczać Duży krok naprzód w naszym zrozumieniu cykli czarnych dziur.

W rzeczywistości, nawet jeśli istnieje wiele obiecujących teorii, nie wiemy dokładnie, jak powstają supermasywne czarne dziury, takie jak Sagittarius A*, i jak osiągają tak masywne masy. Jednym z najbardziej przekonujących scenariuszy jest to, że w ciągu swojego życia pochłania duże ilości materii, a nawet innych czarnych dziur. Ta praca nad IRS 13 potwierdza tę teorię; Kopiec wygląda jak mały magazyn, który pomaga mastodontowi przetrwać. ” IRS 13 wydaje się być elementem składowym naszej centralnej czarnej dziury SgrA* „, wyjaśnia Biesecker.

Byłoby zatem interesujące poszerzyć te obserwacje. IRS 13 niewątpliwie stanie się Świetne laboratorium plenerowe Pozwoli to astrofizykom lepiej zrozumieć rolę, jaką tego typu obiekty mogą odegrać w ewolucji gigantycznych czarnych dziur. Kolejnym bardzo ekscytującym punktem jest to, że ta praca stanowi doskonały trop do znalezienia większej liczby obiektów IMBH: inni przedstawiciele tej klasy mogą ukrywać się w innych gromadach gwiazd w pobliżu supermasywnej czarnej dziury.

Jeśli tak, umożliwiłoby to astrofizykom uzyskanie cenniejszych danych pozwalających zrozumieć ich zachowanie, ze wszystkim, co to oznacza dla ogólnej dynamiki Wszechświata. Pozostaje tylko czekać, aż wyrafinowane obserwatoria, takie jak JWST czy ELT, największy na świecie teleskop budowany obecnie w Chile, skupią swoje soczewki na IRS 13 i jej podobnych.

Tekst opracowania jest dostępny Tutaj.

🟣 Aby nie przegapić żadnych nowości w Journal du Geek, zapisz się wiadomości Google. A jeśli nas lubisz, codziennie rano mamy newsletter.