Czarne dziury o średniej masie są trudne do wykrycia

Naukowcy zobaczyli, jak czarna dziura pochłania gwiazdę

Astronomowie na własne oczy zobaczyli, jak czarna dziura pożera sąsiadującą gwiazdę. Wbrew pozorom, nie jest to rzadkie zjawisko, ale naukowcom nieczęsto udaje się je zaobserwować.

Podczas pochłaniania gwiazdy przez czarną dziurę doszło do potężnej emisji promieniowania X, co udało się wykryć. Powiązano to z masą czarnej dziury i odkryto, że mamy do czynienia z obiektem o średniej masie, znacznie lżejszym od supermasywnych czarnych dziur. Jest to jedno z brakujących ogniw współczesnej astronomii.

Powszechne, nieuchwytne czarne dziury

Uważa się, że czarne dziury o średniej masie są powszechne, ale z jakiegoś powodu nie udaje nam się zbyt często ich wykryć. Dlatego najnowsza detekcja jest tak niespodziewana.

Fakt, że udało nam się uchwycić tę czarną dziurę podczas pożerania gwiazdy daje niezwykłą możliwość obserwacji tego, co w innym przypadku byłoby niewidoczne. Dzięki analizie rozbłysku byliśmy w stanie lepiej zrozumieć tę nieuchwytną kategorię czarnych dziur, które mogą stanowić większość czarnych dziur w centrach galaktyk.

Ann Zabludoff, astronom z Uniwersytetu Arizony

Granice między czarnymi dziurami o średniej masie a supermasywnymi czarnymi dziurami nie są zbyt dobrze zdefiniowane. Do tej pory astronomom udało się wychwycić zaledwie garść informacji o czarnych dziurach o średniej masie, ale powinno być ich znacznie więcej.

Co ciekawe, czarne dziury są zazwyczaj niewidoczne, ale ujawniają się, gdy coś (np. gwiazda) znajdzie się blisko niej. Wtedy ogromne siły pływowe czarnej dziury rozrywają ten obiekt na strzępy. Te zdarzenie zaburzeń pływowych (TDE) wyzwala potężny rozbłysk promieniowania, który można wykryć.

Pierwsza tak dokładna detekcja

W 2003 r. odnotowano tego typu zdarzenie, nazwane 3XMM J215022.4-055108 (w skrócie J2150). Doszło do niego w centrum gromady gwiazd na obrzeżach galaktyki odległej o 740 milionów lat świetlnych od nas. W ciągu 10 lat jasny rozbłysk wygasł, dostarczając wielu cennych danych z tego wydarzenia. Analiza fotonów sugerowała, że był to rozbłysk czarnej dziury o średniej masie.

Zespół prowadzony przez astronoma Sixiang Wen z Uniwersytetu Arizony ponownie przeanalizował te dane, porównując je z zaawansowanymi modelami teoretycznymi, aby dokładniej zmierzyć masę czarnej dziury. Uczeni odkryli, że winowajca ma masę około 10 000 mas Słońca.

Reklama

Co fascynujące, wiruje ona bardzo szybko. Naukowcy byli w stanie wykorzystać to zjawisko do zbadania natury ciemnej materii.

Możliwe, że czarna dziura urodziła się o tej masie i od tego czasu nie zmieniła się zbytnio, lub że dwie średnio-masywne czarne dziury połączyły się ostatnio, tworząc tę jedną. Wiemy, że zmierzony przez nas spin wyklucza scenariusze, w których czarna dziura rośnie przez długi czas od stale pochłanianego gazu lub od wielu szybkich „przekąsek”, które przybywają z przypadkowych kierunków.

Ann Zabludoff

Więcej na ten temat możecie przeczytać w The Astrophysical Journal.