Naudodami Hablo kosminį teleskopą astronomai aptiko arčiausiai Žemei buvusią supermasyvią juodąją skylę – kosminę milžiną, „užstingusią laike“.
Kaip sunkiai aptinkamos „vidutinės masės juodosios skylės“ pavyzdys, šis objektas gali būti trūkstama grandis norint suprasti ryšį tarp žvaigždžių masės ir supermasyvių juodųjų skylių. Atrodo, kad juodosios skylės masė yra apie 8200 saulės masių, todėl ji yra daug masyvesnė nei žvaigždžių masės juodosios skylės, kurių masė svyruoja nuo 5 iki 100 kartų didesnė už Saulės masę, ir daug mažesnė nei supermasyvios juodosios skylės. , kurių masė yra nuo milijonų iki milijardų Saulės masės. Artimiausia mokslininkų atrasta žvaigždžių masės juodoji skylė vadinama Gaia-BH1 ir yra tik 1560 šviesmečių atstumu nuo mūsų.
Kita vertus, naujai atrasta vidutinės masės juodoji skylė yra nuostabiame maždaug dešimties milijonų žvaigždžių spiečiuje, vadinamame Omega Centauri, kuris yra maždaug 18 tūkstančių šviesmečių nuo Žemės.
Įdomu tai, kad „užšalusi“ juodoji skylė sustabdė savo augimą, patvirtina mintį, kad Omega Centauri yra senovės galaktikos, kurią suvalgė mūsų pačių, liekanos.
Susijęs: Stebėkite, kaip supermasyvi juodoji skylė sulaiko „neaiškią“ diską šiame modeliavime
Tai rodo, kad Omega Centauri iš tikrųjų yra atskiros jaunos galaktikos, kurios evoliucija buvo sustabdyta, kai ją prarijo Paukščių Takas, branduolys. Jei šis įvykis nebūtų įvykęs, ši tarpinė juodoji skylė būtų išaugusi iki supermasyvios būklės, tokios kaip Paukščių Tako supermasyvi juodoji skylė Šaulys A* (Sgr A*), kurios masė 4,3 milijono kartų didesnė už Saulės masę ir yra nutolęs nuo Žemės 27 000 šviesmečių.
Raskite tai, ko trūksta
Mokslininkai jau kurį laiką žinojo, kad ne visos juodosios skylės yra vienodos. Nors žinoma, kad žvaigždžių masės juodosios skylės susiformuoja žlugus žvaigždėms, kurių masė ne mažiau kaip aštuonis kartus didesnė už Saulės masę, supermasyvios juodosios skylės turi būti kitokios kilmės. Taip yra todėl, kad jokia žvaigždė nėra pakankamai masyvi, kad sugriūtų ir paliktų šios juodosios skylės liekanas. Milijonai Daug kartų didesnis už saulę.
Todėl mokslininkai teigia, kad supermasyvios juodosios skylės gimsta ir auga susijungus juodųjų skylių grandinėms, kurios palaipsniui didėja. Tai buvo įrodyta atradus erdvėlaikio bangas, vadinamas gravitacinėmis bangomis, kylančias iš susiliejančių juodųjų skylių.
Juodųjų skylių susiliejimo ir augimo procesas kartu su didžiuliu masės atotrūkiu tarp žvaigždžių masės juodųjų skylių ir supermasyvių juodųjų skylių reiškia, kad turėtų būti daug vidutinio dydžio juodųjų skylių.
Tačiau atrodo, kad šios vidutinės masės juodosios skylės, kurių masė svyruoja nuo kelių šimtų iki kelių tūkstančių saulės masių, dažniausiai išvengė aptikimo. Taip yra todėl, kad šios vidutinio dydžio milžiniškos juodosios skylės, kaip ir visos juodosios skylės, turi išorines ribas, vadinamas įvykių horizontais.
Įvykių horizontas yra taškas, kuriame juodosios skylės gravitacinė įtaka tampa tokia didžiulė, kad net šviesa negali ištrūkti. Taigi, juodosios skylės gali būti matomos šviesoje tik tada, kai jas supa medžiaga, kuria jos maitinasi ir kuri švyti kaitinant, arba jos skyla ir maitinasi nelaiminga žvaigžde per vadinamąjį „potvynių sutrikimo įvykį“ (TDE).
Tarpinės juodosios skylės, kaip ir Omega Centauri, nėra apsuptos daug medžiagų ir jos nemaitina.
Tai reiškia, kad ieškodami tokių juodųjų skylių astronomai turi būti šiek tiek įgudę. Jie naudoja gravitacinį poveikį, kurį šios tuštumos daro medžiagai, pavyzdžiui, aplink jas skriejančioms žvaigždėms arba pro jas sklindančią šviesą. Naujų atradimų komanda naudojo pirmąjį metodą.
Įsibėgėjanti žvaigždė
Šios tarpinės juodosios skylės paieškos prasidėjo 2019 m., kai Nadine Neumayer iš Maxo Plancko astronomijos instituto (MPIA) ir Anil Seth iš Jutos universiteto sukūrė tyrimų projektą, skirtą pagerinti mūsų supratimą apie Omega Centauri formavimosi istoriją.
Visų pirma, mokslininkai kartu su Makso Planko kosmoso mokslų instituto doktorantu Maximilianu Haberlu norėjo rasti greitai judančias žvaigždes Omega Centauri, kurios įrodytų, kad žvaigždžių spiečius turi masyvią, tankią arba kompaktišką juodąją skylę. centrinė pavara“. Panašus metodas buvo naudojamas Sgr A* masei ir dydžiui nustatyti naudojant greitai judančių žvaigždžių grupę Paukščių Tako šerdyje.
Haberle'is ir jo komanda panaudojo daugiau nei 500 Hablo vaizdų apie šią žvaigždžių spiečius, kad sukurtų didžiulę žvaigždžių judėjimo Omega Kentauryje duomenų bazę, išmatuojančią maždaug 1,4 mln. žvaigždžių greitį. Šis pasikartojantis Omega Centauri vaizdas, kurį Hablas padarė ne dėl mokslinio susidomėjimo, o siekdamas kalibruoti savo prietaisus, buvo puikus duomenų rinkinys komandos misijai.
„Ieškoti didelio greičio žvaigždžių ir dokumentuoti jų judėjimą buvo kaip ieškoti adatos šieno kupetoje“, – sakė Haberle. Galiausiai komanda rado ne vieną adatą, o tik vieną adatą. Septyni „Į adatą šieno kupetoje panašios žvaigždės“, visos juda dideliu greičiu mažame regione, esančiame Omega Centauri centre.
Didelis šių žvaigždžių greitis yra dėl netoliese esančios koncentruotos masės. Jei komanda būtų radusi tik vieną greitą žvaigždę, būtų buvę neįmanoma nustatyti, ar jos greitį lėmė didelė netoliese esančios centrinės masės rezultatas, ar ši žvaigždė buvo pabėgusi žvaigždė, labai greitai judanti tiesiu keliu – jei to nebūtų. bet kokios centrinės masės.
Stebint ir išmatavus skirtingus septynių žvaigždžių greičius ir kryptis, buvo galima padaryti tokią išvadą. Matavimai atskleidė centrinę masę, lygią 8200 saulių, o vizualiai apžiūrėjus teritoriją, į žvaigždes panašių objektų neaptikta. Būtent tai tikėtume rasti, jei šiame regione egzistuotų juodoji skylė, kurią komanda apibūdino kaip „šviesius mėnesius“.
Tai, kad mūsų galaktika pakankamai subrendo, kad jos širdyje išaugtų supermasyvi juodoji skylė, reiškia, kad ji galėjo turėti daug vidutinės masės juodųjų skylių. Komanda teigia, kad ši skylė egzistuoja Paukščių Take, nes jos pagrindinės galaktikos kanibalizmas sumažino jos augimo procesus.
Haberle sakė: „Ankstesni tyrimai iškėlė labai svarbius klausimus, pavyzdžiui: Kur yra didelio greičio žvaigždės, dabar turime atsakymą į šį klausimą ir patvirtinimą, kad „Omega Centauri“ žvaigždė turi vidutinės masės juodąją skylę 18 tūkstančių šviesmečių, tai yra „Arčiausiai žinomas supermasyvios juodosios skylės pavyzdys“.
Žinoma, tai tikrai nekeičia Sgr A*, kaip arčiausiai Žemei esančios supermasyvios juodosios skylės, ar Gaia BH1, kaip arčiausiai Žemei esančios žvaigždžių masės juodosios skylės, statuso, tačiau tai suteikia tam tikrą patikinimą, kad mokslininkai yra teisingas kelias, kai jie galvoja apie tai, kaip mūsų juodoji skylė galėjo tapti kosminio milžino centrine dalimi.
Grupės tyrimas buvo paskelbtas trečiadienį (liepos 10 d.) žurnale Nature.
“Analitikas. Kūrėjas. Zombių fanatikas. Aistringas kelionių narkomanas. Popkultūros ekspertas. Alkoholio gerbėjas”.
