Teleskop Chandra odkrył żyłę złota czarnych dziur w sąsiedniej galaktyce

Obserwacje wykonane przy pomocy Kosmicznego Teleskopu Chandra pozwoliły na identyfikację 26 kandydatów na czarne dziury w sąsiadującej z Drogą Mleczną galaktyce Andromedy.
Żródło: NASA/CXC/SAO/R. Barnard, Z. Lee et al.; Optical: NOAO/AURA/NSF/REU Program/B. Schoening, V. Harvey and Descubre Foundation/CAHA/OAUV/DSA/V. Peris
W oparciu o obserwacje Rentgenowskiego Kosmicznego Teleskopu Chandra należącego do NASA, astronomowie odkryli w galaktyce Andromedy (M31) bardzo dużą ilość czarnych dziur. Obserwacje prowadzone były na przestrzeni 13 lat i łącznie było ich ponad 150. Dzięki nim udało się wskazać aż 26 kandydatów na czarne dziury. To największa do tej pory liczba takich obiektów znalezionych poza naszą Galaktyką. Wielu uważa galaktykę Andromedy za siostrę Drogi Mlecznej, a ostatnie badania pokazały, że obie galaktyki najprawdopodobniej zderzą się za kilka miliardów lat.

Odkryci kandydaci na czarne dziury, ze względu na swoją masę, należą do klasy gwiazdowej, tzn. że powstali w wyniku śmierci gwiazdy, której masa typowo wynosiła 5-10 mas Słońca. Astronomom udało się zarejestrować te obiekty tylko dlatego, że mają towarzyszące gwiazdy, z których wyrywają materię. Zanim materia zostanie pochłonięta przez czarną dziurę ta podgrzewa się i emituje promieniowanie. W przeciwnym razie czarne dziury są niewidoczne.

Pierwszym krokiem w identyfikacji tych czarnych dziur było upewnienie się, że są to obiekty o masach gwiazdowych w galaktyce Andromedy, a nie supermasywne czarne dziury znajdujące się w centrach odległych galaktyk. W tym celu naukowcy wykorzystali technikę, która polega na analizie jasności i zmienności źródeł rentgenowskich. W skrócie: obiekty o masach gwiazdowych szybciej zmieniają swoją jasność niż supermasywne czarne dziury.

Klasyfikację prawdopodobnych czarnych dziur, astronomowie przeprowadzili poprzez ich obserwacje w zakresie rentgenowskim. Obiekty te posiadają charakterystyczne zachowanie: są jaśniejsze niż pewien określony poziom promieniowania X oraz posiadają wyróżniony kolor rentgenowski. Źródła zawierające gwiazdy neutronowe (pozostałość po umierającej gwieździe), które mogłyby być alternatywnym wyjaśnieniem analizowanych źródeł, nie posiadają tych dwóch własności jednocześnie. Ale te, które mają czarną dziurę już tak.

Dodatkowo, teleskop rentgenowski należący do Europejskiej Agencji Kosmicznej, XMM-Newton, dostarczył bardzo ważnych wyników dla tego projektu. Wykonał obserwacje spektralne w zakresie rentgenowskim kandydatów na czarną dziurę, które pozwoliły na uzyskanie cennych informacji na temat natury tych obiektów.

Grupa badaczy poprzednio zidentyfikowała 9 kandydatów na czarne dziury w obszarze, który był obserwowany przez Teleskop Chandra. Dzięki kolejnym odkryciom, obecnie całkowita ich liczba wynosi 35. Osiem z nich związanych jest z gromadami kulistymi, czyli grupami starych gwiazd rozłożonych sferycznie wokół centrum galaktyki. To właśnie odróżnia Andromedę od Drogi Mlecznej, ponieważ do tej pory nie udało się znaleźć czarnej dziury w gromadzie kulistej należącej do naszej Galaktyki.

Siedmiu kandydatów na czarne dziury znajduje się w promieniu 1000 lat świetlnych od centrum Andromedy. Ta liczba jest większa niż w przypadku Drogi Mlecznej, ale to nie zaskoczyło naukowców. Taki wynik był spodziewany, ponieważ zgrubienie centralne Andromedy jest większe, dzięki czemu więcej czarnych dziur mogło tam powstać.

Obecne badania potwierdzają wcześniejsze przewidywania na temat źródeł rentgenowskich znajdujących się w centrum M31. Rasmus Voss i Marat Gilfanov z Instytutu Maxa Plancka w Garching (Niemcy) we wcześniejszych badaniach na podstawie obserwacji wykonanych teleskopem Chandra pokazali, że w centrum M31 znajduje się dużo źródeł rentgenowskich. Przewidywali, że wiele z nich będzie zawierało czarną dziurę. Najnowsze badania oraz odkrycie siedmiu kandydatów na czarne dziury w tym rejonie,  potwierdzają te przypuszczenia.

Opisywane badania zostały opublikowane w czasopiśmie The Astrophysical Journal: CHANDRA IDENTIFICATION OF 26 NEW BLACK HOLE CANDIDATES IN THE CENTRAL REGION OF M31, R. Barnard, M. R. Garcia i S. S. Murray

Hubert Siejkowski | Źródło: phys.org

Liczba odsłon: 1275