Nová čierna diera s „chýbajúcim článkom“ v strede galaxie: ScienceAlert

Vyzerá to tak, že sme konečne objavili aspoň niektoré z „chýbajúcich“ čiernych dier vo vesmíre.

Zdá sa, že zhluk hviezd s názvom IRS 13 blízko stredu galaxie skrýva vo svojom strede čiernu dieru. Okrem toho spôsob, akým sa tieto hviezdy zoskupujú a obiehajú, naznačuje, že čierna diera je vzácny objekt – v kategórii strednej hmotnosti, medzi tými, ktoré majú rovnakú hmotnosť ako hviezda, a supermasívnymi príšerami.

Takéto čierne diery so strednou hmotnosťou sú zriedkavé, čo robí IRS 13 vzrušujúcim samo osebe… ale najväčšou vecou je jeho umiestnenie.

Táto čierna diera sa nachádza len 0,1 svetelného roka od stredu galaxie a zdá sa, že je jedným zo stavebných kameňov, ktoré podporujú pokračujúci rast a vývoj Sagittarius A* (Sgr A*), supermasívnej čiernej diery v strede galaxie. .

Toto je dôležitá stopa, ktorá by nám mohla pomôcť pochopiť, ako rastú čierne diery, a preklenúť priepasť medzi hviezdnymi limitnými hmotami a supermasívnymi čiernymi dierami.

Čierne diery sú posledným bodom evolúcie v živote masívnej hviezdy, ale pozorované hmotnosti týchto objektov sú prekvapujúce.

V rozsahu hviezdnej hmotnosti máme čierne diery, ktoré vznikajú zo zrútených jadier masívnych hviezd (a zlúčením medzi nimi). Pre čiernu dieru vytvorenú z hviezdy je horná hranica hmotnosti približne 80-násobok hmotnosti Slnka,

Hmotnostný rozsah supermasívnych čiernych dier nebol presne definovaný, ale všeobecne sa predpokladá, že je miliónkrát až miliardkrát väčší ako hmotnosť Slnka. Čokoľvek medzi približne 100 hmotnostami Slnka a 100 000 až 1 miliónom hmotností Slnka je stredný hmotnostný rozsah, v ktorom sa našlo prekvapivo málo objektov.

To je prekvapujúce, pretože zanecháva evolučnú cestu medzi menšími čiernymi dierami a väčšími čiernymi dierami.

V pozorovacích údajoch medzi hmotami hviezd a supermasívnymi čiernymi dierami je medzera, ktorú nemožno ľahko vysvetliť – čo znamená, že máme len málo alebo žiadne dôkazy o raste z jedného bodu do druhého.

Objavený IRS 13 asi pred 25 rokmiA odvtedy mätie astronómov. Predtým sa predpokladalo, že ide o jednu obrovskú hviezdu. potom dvojhviezda, Potom vlčia hviezdaObrovská hviezda na pokraji supernovy.

Odvtedy bol identifikovaný ako malá skupinaAle stále je to hádanka. Je tak blízko k Sgr A* – čiernej diere s hmotnosťou ekvivalentnou 4,3 miliónom Sĺnk – že takáto hviezdokopa by nemala byť schopná udržať si svoju tesnú štruktúru.

Tím vedený astronómom Florianom Peiskerom z Univerzity v Kolíne nad Rýnom v Nemecku chcel túto záhadu vyriešiť, a tak vedci skúmali, ako sa hviezdy a zhluky plynu v tejto hviezdokope pohybujú. Očakávali, že tento pohyb bude relatívne náhodný, ale namiesto toho zistili, že je celkom usporiadaný.

Sú na to dve možné vysvetlenia. Jedným z nich je, že účinok Sgr A* nejakým spôsobom mení obežné dráhy objektov v IRS 13. Tím však tvrdil, že v klastri musí byť niečo, čo ho udrží nedotknuté v dôsledku gravitácie.

Pozorovaním a modelovaním sa pokúsili zistiť, čo to je za predmet. Sledovaním pohybu zhluku identifikovali miesto, kde by sa mohol nachádzať hustý objekt.

Na tomto mieste pozorovali röntgenové lúče a prstenec ionizovaného plynu, ktorý sa otáčal rýchlosťou asi 130 kilometrov za sekundu.

Všetky tieto pohyby potom použili na výpočet hmotnosti objektu v strede prstenca. Ich objektom bolo približne 30 000 hmotností Slnka v kozmických mierkach. Môže existovať len jedna vec: čierna diera strednej hmotnosti.

Budúce pozorovania pomocou najmodernejších prístrojov nám o tomto záhadnom objekte povedia viac, no zatiaľ sa zdá, že tento zhluk je dôležitým krokom k pochopeniu vývoja čiernych dier.

„Zdá sa, že IRS 13 je základným stavebným kameňom pre vývoj našej centrálnej čiernej diery SgrA*,“ hovorí Peisker,

„Táto fascinujúca hviezdokopa prekvapuje vedeckú komunitu, pretože bola objavená pred takmer dvadsiatimi rokmi. Predtým sa predpokladalo, že ide o nezvyčajne masívnu hviezdu. Avšak s údajmi vo vysokom rozlíšení teraz vidíme „Môže potvrdiť štruktúru stavebných blokov s čiernymi dierami strednej hmotnosti“.

Tento výskum bol publikovaný v roku 2014. Astrofyzikálny časopis,