Potężna czarna dziura odkryta nową metodą
Chińscy astronomowie wprowadzili nową metodę poszukiwania czarnych dziur. Dzięki niej, jak twierdzą, uda się znacząco zwiększyć liczbę zlokalizowanych obiektów tego typu. Odnotowali też pierwszy sukces – znaleźli obiekt o masie siedemdziesięciu Słońc, oddalony od nas o około 15 tysięcy lat świetlnych. Jego wielkość wzbudziła kontrowersje – nikt nie spodziewał się tak dużej czarnej dziury w tej części Drogi Mlecznej, ponieważ wedle obliczeń nie ma tam tak dużych gwiazd.
Kiedy umiera gwiazda dużych rozmiarów, często ostatecznie staje się czarną dziurą. Może więc dziwić, że chociaż w naszej galaktyce jest kilkaset miliardów gwiazd, to jak dotąd udało nam się ustalić lokalizację zaledwie garstkę czarnych dziur. Znalezienie czarnej dziury nie jest jednak tak proste, jak dostrzeżenie gwiazdy, której obecność jest jednoznacznie i łatwo dowodzona dzięki jej światłu. Tymczasem aktualnie dostępna metoda wyszukiwania czarnych dziur umożliwia takie odkrycie tych w konkretnych, specyficznych sytuacjach, kiedy czarna dziura pozostaje w relacji grawitacyjnej do widzialnego obiektu, takiego jak aktywna gwiazda. Badając to, co dzieje się z taką gwiazdą, astronomowie wnioskują o istnieniu wpływającej na nią czarnej dziury. Podstawą metody jest badania promieniowania rentgenowskiego, które pojawia się, kiedy czarna dziura wciąga materię sąsiadującego obiektu. Z tego powodu, możliwe jest badanie tylko obiektów, które są stosunkowo niedaleko od nas i od siebie nawzajem.
Teraz grupa chińskich badaczy ogłosiła w czasopiśmie „Nature”, że ma nową metodę na wyszukiwanie par nieco bardziej odległych od siebie gwiazd i czarnych dziur. Metoda ma być skuteczna także w przypadku orbit większych niż te, które możliwe są do „zobaczenia” dzięki badaniu promieniowania rentgenowskiego.
Dzięki opisanej metodzie udało już się znaleźć bardzo masywną czarną dziurę. Jej wielkość wzbudziła duże poruszenie wśród astronomów, ponieważ wedle dotychczasowych ustaleń na obrzeżach Drogi Mlecznej, gdzie znaleziono tę czarną dziurę, znajdować się powinny tylko mniejsze obiekty. Astronomom nie udało się ustalić, jak w tym miejscu powstała tak nietypowa czarna dziura.
Narzędziem, które było podstawą chińskich badań jest Teleskop Guo Shoujing, czyli the Large Aperture Multi-Object Spectroscopic Telescope (LAMOST), ulokowany w chińskiej prowincji Hebei. LAMOST pracuje od 2016 roku i jednym z jego istotnych zadań jest wyszukiwanie binarnych systemów gwiezdnych. To właśnie za pomocą tego teleskopu udało się zaobserwować jasną gwiazdę o wielkości około osiem razy większej niż Słońce, orbitującej wokół niewidocznej gwiazdy. Badając ruch gwiazdy badacze ustalili, że tym niewidocznym obiektem musi być czarna dziura, a także oszacowali jej wielkość.
Astronomowie nie wiedzą, jak powstała tak duża czarna dziura, ale mają na ten temat pierwsze hipotezy. Ich zdaniem możliwe jest, że układ czarnej dziury i gwiazdy był kiedyś układem potrójnym, w którym dwie nieodległe od siebie gwiazdy wspólnie uformowały ogromną czarną dziurę, a trzecia przetrwała w swojej formie do dziś. Możliwe też jest, że badany obiekt, to nie jedna, ale dwie czarne dziury, których wspólna wielkość to właśnie 70 mas słonecznych - chociaż miały by to być dwa obiekty, to z naszej perspektywy obserujemy tylko ich wspólne oddziaływanie. Oba scenariusze to jednak na razie tylko niedowiedzione spekulacje.
Badania źródłowe: Liu, J., Zhang, H., Howard, A.W. et al. A wide star–black-hole binary system from radial-velocity measurements. Nature 575, 618–621 (2019) doi:10.1038/s41586-019-1766-2
Opracowano na podstawie artykułu: Erika K. Carlson, A New Method of Hunting Nearby Black Holes Turns up a Monster, opublikowanego na portalu Discover Magazine.
