Poszukiwania kosmicznych zagadek, czyli jak naukowcy zgłębiają sekrety wszechświata
Czarne dziury o masie pośredniej (IMBH) to prawdziwe białe kruki wśród kosmicznych obiektów. Ich masa, wahająca się od 100 do 100 000 mas Słońca, plasuje je gdzieś pomiędzy lekkimi czarnymi dziurami o masie gwiazdowej a supermasywnymi kolosami w centrach galaktyk. Nie emitują potężnych dżetów jak ich więksi kuzyni, ale są zbyt masywne, by zachowywać się jak te mniejsze.
Czytaj też: Nowo odkryty obiekt podważa dotychczasową wiedzę o kosmosie
Źródła promieniowania rentgenowskiego o tak ekstremalnej jasności są rzadkie poza jądrami galaktyk i mogą służyć jako kluczowa sonda do identyfikacji nieuchwytnych IMBH. Reprezentują one kluczowe brakujące ogniwo w ewolucji czarnych dziur między czarnymi dziurami o masie gwiazdowej a supermasywnymi czarnymi dziurami — Yi-Chi Chang, główny autor badania
Choć znanych jest około 300 kandydatów na IMBH, potwierdzenie ich natury wciąż nastręcza trudności. Każde nowe znalezisko jest więc na wagę złota dla astronomów. Odkrycie HLX-1 zawdzięczamy obserwacji spektakularnego zdarzenia rozerwania pływowego. To zjawisko, w ramach którego siły grawitacyjne czarnej dziury dosłownie rozszarpują pobliską gwiazdę. Dane z Teleskopu Kosmicznego Hubble’a i Obserwatorium Rentgenowskiego Chandra należącego do NASA uchwyciły charakterystyczny rozbłysk promieniowania rentgenowskiego towarzyszący tej kosmicznej uczcie. Pierwsze sygnały z HLX-1 zarejestrowano w 2009 roku. Szczyt jasności nastąpił w 2012 roku, po czym emisja systematycznie słabła. Było to zgodne z modelami teoretycznymi opisującymi pochłanianie materii gwiezdnej. Co wiemy na temat opisywanego fenomenu? Astronomowie odnotowali go około 40 000 lat świetlnych od centrum galaktyki NGC 6099. Temperatura emisji rentgenowskiej wyniosła 3 miliony stopni Celsjusza, a maksymalna jasność w 2012 roku była około 100-krotnie wyższa niż w 2009. Skok jasności był ogromny, a potem doszło do ponownego jej spadku.
Układanka ewolucyjna i nowe okno na kosmos
Odkrycie może rzucić światło na jedną z największych zagadek: jak powstają supermasywne czarne dziury? Te monstra, masywniejsze od Słońca nawet 40 miliardów razy, rezydują w centrach większości galaktyk, lecz ich pochodzenie wciąż nie jest jasne. Naukowcy spierają się o dwie główne koncepcje. Pierwsza zakłada, że IMBH stanowią “nasiona” dla większych struktur, które rosną poprzez łączenie się podczas kolizji galaktyk. Alternatywna teoria sugeruje natomiast, jakoby supermasywne czarne dziury formowały się w wyniku bezpośredniego zapadania obłoków gazu w halo ciemnej materii, pomijając etap pośredni.
Czytaj też: Pierwszy satelita z AI podjął autonomiczne decyzje w kosmosie. NASA już planuje kolejne misje
Co ciekawe, Teleskop Kosmiczny Jamesa Webba wykrył odległe czarne dziury nieproporcjonalnie masywne względem swoich galaktyk. Można to uznać za argument potwierdzający scenariusz numer dwa. Nadchodzące instrumenty badawcze, takie jak Obserwatorium Very C. Rubin w Chile, znacząco poszerzą możliwości detekcji podobnych zjawisk. Będą w stanie wykrywać zdarzenia rozerwania pływowego w świetle widzialnym nawet setki milionów lat świetlnych od nas. Równolegle dalsze obserwacje HLX-1 przy użyciu Hubble’a i Webba mogą ujawnić więcej szczegółów o jej otoczeniu. Ten pierwszy, będący istnym astronomicznym weteranem, już dostarczył wskazówek o istnieniu ciasnej gromady gwiazd wokół tej czarnej dziury, gdzie obiekty dzieli zaledwie kilka lat świetlnych. Znalezisko w NGC 6099 to zaledwie przedsmak możliwości, jakie mają współcześni astronomowie. Wraz z udoskonalaniem instrumentów będą oni mogli szukać kolejnych brakujących ogniw, łącząc ze sobą kolejne elementy układanki związanej z funkcjonowaniem wszechświata.