Czarne dziury o masie pośredniej w gromadzie M15? Te gwiazdy na to wskazują!

Czarnych dziur o masie gwiazdowej znamy mnóstwo. Jeszcze więcej udało się odkryć i opisać supermasywnych czarnych dziur znajdujących się w centrach masywnych galaktyk. Między nimi występuje jednak istotna luka, którą naukowcy starają się od dawna wypełnić. Ich poszukiwania jednak idą jak po grudzie.

Między tymi dwiema kategoriami czarnych dziur istnieje luka, w której powinny znajdować się czarne dziury o masie pośredniej (intermediate black holes, IMBH). Podczas gdy czarne dziury gwiazdowe, powstają w wyniku zapadania się masywnych gwiazd i zwykle mają masę od pięciu do 100 mas Słońca i są rozproszone w całej objętości galaktyki, supermasywne czarne dziury mogą mieć masę od milionów do kilkunastu miliardów mas Słońca.

IMBH powinny zatem wypełniać lukę obiektami o masie od 100 do 100 000 mas Słońca. Mimo tego, mimo dziesięcioleci poszukiwań, te średniej wielkości czarne dziury pozostają nieuchwytne. Choć jednak nie da się ich wykryć bezpośrednio, naukowcy bezustannie odkrywają pośrednie dowody na ich istnienie. Czasami sugestie o ich istnieniu znajdują się w falach grawitacyjnych, czasami w promieniowaniu rentgenowskim, a czasami w ruchu gwiazd.

Czytaj także: Czarna dziura o masie pośredniej wciąż nieuchwytna. Ubiegłoroczne odkrycie to błąd

Jedna z wiodących teorii zakłada, że ​​gęste gromady kuliste — kuliste skupiska starych gwiazd — mogą być siedliskiem IMBH. Obiekty te mogą powstawać albo poprzez szybkie zapadanie się masywnych gwiazd powstających w wyniku łączenia się gwiazd, albo bardziej stopniowo poprzez powtarzające się zderzenia i łączenie się mniejszych czarnych dziur o masie gwiazdowej.

Naukowcy od jakiegoś czasu podejrzewają, że taka czarna dziura o masie pośredniej istnieje w gromadzie kulistej M15. Dane z Kosmicznego Teleskopu Hubble’a wskazywały, że może ona mieć masę od 1700 do 3200 mas słońca. Sugestie te dotychczas opierały się na badaniu ruchu gwiazd w otoczeniu centrum gromady. Problem jednak w tym, że gwiazdy są tam tak bardzo upakowane, że ciężko ustalić prędkość poszczególnych elementów tego otoczenia.

Teraz jednak sytuacja się zmieniła.

Zespół kierowany przez profesora nadzwyczajnego Yang Huang z Uniwersytetu Chińskiej Akademii Nauk postanowił wykorzystać inną metodę poszukiwania IMBH i poszukać szybkich gwiazd przemierzających przestrzeń kosmiczną z ogromnymi prędkościami. Takie gwiazdy mogłyby być wyrzucone właśnie z gromad kulistych wskutek interakcji z czarnymi dziurami. W toku swoich badań naukowcy przeanalizowali zachowanie prawie 1000 gwiazd pochodzących ze 100 różnych gromad kulistych. I co?

Czytaj także: Czarne dziury o masie pośredniej. Wiemy, gdzie ich szukać

Najbardziej obiecującym obiektem okazała się gwiazda J0731+3717. Jej ruch wskazuje na to, że gwiazda została wyrzucona jakieś 20 milionów lat temu z gromady… M15.

Według autorów opracowania gwiazda została wyrzucona z prędkością 550 kilometrów na sekundę. Taka prędkość wskazuje silnie na to, że została ona wystrzelona z procy grawitacyjnej, gdy układ podwójny (którego stanowiła komponent) zbliżył się do czarnej dziury o masie pośredniej na odległość mniejszą niż 1 AU (jednostka astronomiczna to odległość od Słońca do Ziemi). Jedna z dwóch gwiazd została pochłonięta przez czarną dziurę, a druga wystrzelona z otoczenia czarnej dziury, a następnie także z gromady kulistej z ogromną prędkością.

Badacze przekonują, że jest to jak dotąd jeden z najmocniejszych dowodów na istnienie czarnych dziur o masie pośredniej. Teraz tylko wystarczy ją znaleźć.

Artykuł Czarne dziury o masie pośredniej w gromadzie M15? Te gwiazdy na to wskazują! pochodzi z serwisu PULS KOSMOSU.