Niespodzianka w gromadzie gwiazd

Gromada gwiazd M22, w której niespodziewanie odkryto dwie czarne dziury. Źródło: Hunter Wilson
Astronomowie dokonali niespodziewanego odkrycia dwóch czarnych dziur wewnątrz jednej z bardzo starych gromad gwiazd należącej do naszej Galaktyki. Odkrycia dokonano w gromadzie M22, zaś masy zaobserwowanych czarnych dziur są około 10-20 razy większe od masy Słońca.

Czarne dziury powstają w chwili kiedy masywne gwiazdy kończą swój żywot i pod naporem siły grawitacji zapadają się. W wyniku tego powstaje obiekt tak gęsty, że jego grawitacja bardzo silnie zakrzywia czasoprzestrzeń i jeśli coś wpadnie pod tzw. horyzont zdarzeń już nie może się stamtąd wydostać, nawet światło.

Współautor odkrycia dr James Miller-Jones z Curtin Univeristy działającego w ramach International Centre for Radio Astronomy Research, stwierdził, że znalezienie dwóch czarnych dziur w tej samej gromadzie gwiazd było zupełną niespodzianką. Dotychczasowe teorie opisujące ewolucję gromad gwiazd, przewidują że w gromadach w wieku około 12 miliardów lat powinna pozostać tylko jedna czarna dziura. Dlatego też początkowo celem badań było znalezienie tylko jednej czarnej dziury.

Symulacje numeryczne ewolucji gromady gwiazd pokazują, że na początku jej życia powstaje w gromadzie bardzo dużo czarnych dziur. Następnie czarne dziury zbliżają się do środka gromady, gdzie zaczynają oddziaływać ze sobą. Rozpoczynają chaotyczny taniec, w wyniku którego większość z nich zostaje wyrzucona i ostatecznie w gromadzie pozostaje tylko jedna.

Szukaliśmy tylko jednej większej czarnej dziury w środku gromady, ale zamiast tego znaleźliśmy dwie, nieco mniejsze, w niewielkiej odległości od centrum. Odkrycie to oznacza, że nasze teorie i symulacje wymagają poprawy“ komentuje dr Miller-Jones. W szczególności dotyczy to efektywności procesu wyrzucania czarnych dziur z gromady. W konsekwencji, w podobnych gromadach gwiazd najprawdopodobniej znajduje się więcej niż jedna czarna dziura i obecnie ich liczbę szacuje się między 5 a 100.

Są to pierwsze obserwacje dwóch czarnych dziur w gromadzie gwiazd należącej do Drogi Mlecznej.

M22 jest gromadą gwiazd odległą od Ziemi o około 10000 lat świetlnych i można ją zobaczyć już przy pomocy małego teleskopu. Gołym okiem widzimy ją jako delikatną świetlistą mgiełkę, lecz w rzeczywistości zbudowana jest z setek tysięcy gwiazd. Naukowcy przypuszczają, że w jej wnętrzu może się znajdować nawet do 100 czarnych dziur, jednak dopóki nie będą one oddziaływać z sąsiednimi gwiazdami nie możemy ich zobaczyć. Obecnie rozpoczęto prace nad określeniem podstawowych właściwości tych dwóch odkrytych czarnych dziur.

Wyniki niniejszych badań zostały opublikowane 3 października w czasopiśmie Nature:

Jay Strader, Laura Chomiuk, Thomas J. Maccarone, James C. A. Miller-Jones, Anil C. Seth. Two stellar-mass black holes in the globular cluster M22. Nature, 2012; 490 (7418): 71 DOI: 10.1038/nature11490

Hubert Siejkowski | Źródło: Science Daily

Liczba odsłon: 2115