Šelma číha v strede gule hviezd unášanej Mliečnou dráhou.
Zdá sa, že guľová hviezdokopa známa ako Messier 4, vzdialená asi 6 000 svetelných rokov, sa nachádza okolo masívnej čiernej diery s hmotnosťou približne 800-krát väčšou ako naše Slnko.
Nie je to žiadna perová váha, no od kráľa to má ďaleko. V skutočnosti objekt spadá do stredného hmotnostného rozsahu, ktorý je zriedka pozorovaný, medzi malé čierne diery a Supermassive Chonkers.
Zatiaľ naše jediné hľadanie medzi čiernymi dierami bolo väčšinou nepriame a nepresvedčivé a toto nie je výnimkou.
Je však zatiaľ jedným z najlepších kandidátov a je dostatočne blízko na to, aby bolo možné relatívne ľahko vykonávať následné štúdie. Mohlo by nám to pomôcť konečne nájsť jeden z týchto nepolapiteľných objektov a vyriešiť jednu z najzaujímavejších záhad čiernych dier.
„Veda je len zriedka o objavovaní niečoho nového v okamihu,“ Hovorí astronóm Timo Prusti Európska vesmírna agentúra. „Je to krok za krokom o tom, ako si byť istý záverom, a môže to byť krok k tomu, aby sme sa uistili, že čierne diery strednej hmotnosti skutočne existujú.“
Vo vesmíre sme identifikovali obrovské množstvo čiernych dier a je na tom niečo veľmi zvláštne ich masovej distribúcie, Existujú dve odlišné populácie: čierne diery s hviezdnou hmotnosťou až do 100-násobku hmotnosti Slnka; a supermasívne čierne diery, ktoré ležia v strede galaxií a presvitajú milióny až miliardy sĺnk.
Medzi týmito dvoma hmotnostnými rozsahmi nie je veľa, naozaj. Je to veľký rébus, v podstate prečo nie? Nie sú tam žiadne stredne masové čierne diery? Alebo sú tam vonku a jednoducho ich z nejakého dôvodu nedokážeme odhaliť?
Vieme, ako vznikajú čierne diery s hviezdnou hmotnosťou – kolaps jadra masívnych hviezd a zlúčenie medzi týmito objektmi. ale nie sme si istí vznik supermasívnych čiernych dier, Rastú z neustáleho zlučovania menších čiernych dier alebo nasávajú materiál a zväčšujú sa?
Stredne masové čierne diery by mohli byť vodítkom, čo naznačuje, že môžu začať malé a časom sa zväčšiť. Určite to dáva veľký zmysel, ale ich nedostatok je celkom účinnou prekážkou tejto myšlienky.
možnú polohu Kde sa tieto čierne diery môžu skrývať, je v srdciach guľových hviezdokôp. Ide o neuveriteľne husté, pozoruhodne guľové hviezdokopy s približne 100 000 až 1 miliónom hviezd, ktoré väčšinou vznikli v rovnakom čase z rovnakého oblaku plynu. Predchádzajúce štúdie zamerané na guľové hviezdokopy našli v ich centrách vysoké koncentrácie hmoty, čo je v súlade s hmotnostnými rozsahmi čiernych dier so strednou hmotnosťou.
Messier 4 je najbližšia guľová hviezdokopa k Zemi. Vedený astronómom Eduardom Vitralom z Space Telescope Science Institute, tím výskumníkov použil dva výkonné vesmírne teleskopy, Hubble a Gaia, aby sa bližšie pozreli na hviezdy vo vnútri. Sledovali pohyby asi 6 000 hviezd v zhluku, aby zistili, či môžu tieto pohyby spojiť s obežnými dráhami okolo menšej, hustejšej hmoty.
Normálne nemôžeme vidieť čierne diery, ak aktívne nezhromažďujú hmotu, ale tieto obežné dráhy by predstavovali veľmi spoľahlivé vodítko. A ich výpočty odhalili niečo s hmotnosťou asi 800 hmotností Slnka. Aj keď to, čo by to mohlo byť, nie je jasné.
frameborder = „0“ allow = „akcelerometer; automatické prehrávanie; písanie do schránky; šifrované médiá; gyroskop; obraz v obraze; zdieľanie na webe“ povoliť zobrazenie na celú obrazovku>
„Pomocou najnovších údajov Gaia a Hubblea nebolo možné rozlíšiť medzi tmavou populáciou pozostatkov hviezd a veľkým bodovým zdrojom,“ Vitral hovorí, „Takže jedna z možných teórií je, že namiesto množstva jednotlivých malých tmavých objektov by táto tmavá hmota mohla byť jedna stredne veľká čierna diera.“
Aby sa to pokúsilo zúžiť, tím vykonal modelovanie, odstránil hviezdy, aby zistil, ako to mení tvar hmoty. Odstránenie obzvlášť rýchlo sa pohybujúcej hviezdy šíri hmotu na veľké vzdialenosti, ako môžete vidieť z rojov malých čiernych dier a neutrónových hviezd. Ďalšie modelovanie ukázalo, že hmota ako taký roj nie je rozložená na veľkú oblasť priestoru.
Navyše, roj čiernych dier by bol tak blízko seba, že by nevyhnutne vytvárali poruchy. Gravitačné interakcie by poslali hviezdy z hviezdokopy von, rozmazať to chaotický po oblohe. V skutočnosti sme už jeho účinky videli v a Zhluk hviezd s názvom Palomar 5,
„Sme si celkom istí, že máme veľmi malú oblasť s veľmi koncentrovanou hmotou. Je asi trikrát menšia ako hustá tmavá hmota, ktorú sme predtým našli v iných guľových hviezdokopách.“ Vitral hovorí,
„Aj keď nemôžeme úplne potvrdiť, že má centrálny bod gravitácie, môžeme ukázať, že je príliš malý. Je príliš malý na to, aby sme ho mohli interpretovať ako niečo iné ako čierna diera.“ hviezdny systém, o ktorom nevieme, aspoň nie zo súčasnej fyziky.“
Čierna diera strednej hmotnosti sa preto zatiaľ javí ako najpravdepodobnejšie vysvetlenie, s výnimkou novej fyziky alebo neviditeľných hviezd. Napriek tomu je populácia malých čiernych dier stále realistickým vysvetlením. Vedci odporúčajú ďalšie pozorovania hviezdokopy pomocou Hubbleovho teleskopu a vesmírneho teleskopu Jamesa Webba, aby lepšie obmedzili pohyb hviezd vo vnútri.
Zistenia boli zverejnené v r Mesačné oznámenia Kráľovskej astronomickej spoločnosti,
