Galaxia Mliečna dráha obsahuje novoobjavenú masívnu čiernu dieru číhajúcu blízko Zeme! Tohto spiaceho obra objavil európsky vesmírny teleskop Gaia, ktorý sleduje pohyb miliárd hviezd v našej galaxii.
Čierne diery s hviezdnou hmotnosťou vznikajú, keď sa masívnej hviezde minie palivo a zrúti sa. Nový objav je míľnikom, pretože predstavuje prvý prípad, keď sa v blízkosti Zeme našla veľká čierna diera tohto pôvodu.
Čierna diera s hviezdnou hmotnosťou, nazývaná Gaia-BH3, je 33-krát hmotnejšia ako naše Slnko. Predchádzajúca najhmotnejšia čierna diera tejto triedy nájdená v Mliečnej dráhe bola čierna diera v röntgenovej dvojhviezde v súhvezdí Labuť (Cyg X-1), ktorá má odhadovanú hmotnosť asi 20-krát väčšiu ako Slnko. Priemerná hviezdna čierna diera v Mliečnej dráhe je asi 10-krát ťažšia ako Slnko.
Gaia-BH3 sa nachádza len 2000 svetelných rokov od Zeme, čo z nej robí druhú najbližšiu čiernu dieru k našej planéte, aká bola kedy objavená. Najbližšia čierna diera k Zemi je Gaia-BH1 (tiež objavila Gaia), ktorá sa nachádza 1 560 svetelných rokov ďaleko. Gaia-BH1 má hmotnosť približne 9,6-násobok hmotnosti Slnka, vďaka čomu je oveľa menšia ako táto novoobjavená čierna diera.
Súvisiace: Nový pohľad na supermasívnu čiernu dieru v srdci Mliečnej dráhy naznačuje vzrušujúcu skrytú vlastnosť (obrázok)
„Nájsť Gaiu BH3 je ako moment vo filme ‚Matrix‘, kde Neo začína ‚vidieť‘ matrix,“ povedal George Seabrook, vedec z Mullard Space Science Laboratory na University College London a člen Gaia's Black Hole Task. sila. uviedol vo vyhlásení zaslanom Space.com. „V našom prípade je „matrix“ súborom spiacich hviezdnych čiernych dier v našej galaxii, ktoré boli pred nami skryté predtým, ako ich Gaia objavila.“
Seabrook dodal, že Gaia BH3 je dôležitým vodítkom pre túto skupinu, pretože ide o najhmotnejšiu hviezdnu čiernu dieru nájdenú v našej galaxii.
Gaia-BH3 je samozrejme malá v porovnaní so supermasívnou čiernou dierou, ktorá dominuje srdcu Mliečnej dráhy, Sagittarius A* (Sgr A*), ktorá má hmotnosť 4,2 miliónkrát väčšiu ako Slnko. Supermasívne čierne diery ako Sgr A* nevznikajú smrťou masívnych hviezd, ale zlúčením postupne väčších a väčších čiernych dier.
Spiaci obria čierna diera spôsobila, že hviezdny spoločník sa zakolísal
Všetky čierne diery majú vonkajšiu hranicu nazývanú horizont udalostí, v ktorom úniková rýchlosť čiernej diery presahuje rýchlosť svetla. To znamená, že horizont udalostí je jednosmerný povrch zachytávajúci svetlo, za ktorým nemôže uniknúť žiadna informácia.
Výsledkom je, že čierne diery nevyžarujú ani neodrážajú svetlo, čo znamená, že ich možno „vidieť“ iba vtedy, keď sú obklopené materiálom, ktorý sa nimi postupne živí. Niekedy to znamená, že čierna diera v binárnom systéme ťahá materiál zo sprievodnej hviezdy a vytvára okolo nej disk plynu a prachu.
Masívny gravitačný vplyv čiernych dier vytvára v tejto okolitej hmote intenzívne slapové sily, čo spôsobuje, že hmota jasne žiari spolu s materiálom, ktorý sa ničí a spotrebúva, a vyžaruje röntgenové lúče. Navyše hmota, ktorú čierna diera nenapája, môže byť nasmerovaná k jej pólom a následne uvoľnená vo forme výtryskov s rýchlosťou blízkou rýchlosti svetla, ktoré sú sprevádzané emisiou svetla.
Všetky tieto svetelné emisie by mohli astronómom umožniť pozorovať čierne diery. Otázka znie: Ako možno objaviť „spiace“ čierne diery, ktoré sa neživia plynom a prachom, ktorý ich obklopuje? Napríklad, čo ak má čierna diera s hviezdnou hmotnosťou sprievodnú hviezdu, ale obe sú príliš vzdialené na to, aby čierna diera uchopila hviezdnu hmotu od svojho binárneho partnera?
V takýchto prípadoch čierna diera a jej spoločná hviezda obiehajú okolo bodu, ktorý predstavuje ťažisko systému. To je tiež prípad, keď obieha okolo ľahkej sprievodnej hviezdy, ako je iná hviezda alebo dokonca planéta.
Rotácia okolo ťažiska má za následok osciláciu v pohybe hviezdy, čo vidia astronómovia. Pretože Gaia je zručná v presnom meraní pohybu hviezd, je to dokonalý nástroj na pozorovanie tohto kolísania.
Gaia's Black Hole Task Force sa vydala hľadať zvláštne oscilácie, ktoré sa nedajú vysvetliť prítomnosťou inej hviezdy alebo planéty a ktoré ukazujú na ťažšieho spoločníka, možno čiernu dieru.
Zameraním sa na starú obrovskú hviezdu v súhvezdí Aquila, ktorá sa nachádza 1 926 svetelných rokov od Zeme, tím našiel kolísanie v dráhe hviezdy. Táto oscilácia naznačuje, že hviezda je uzamknutá v orbitálnom pohybe s inertnou čiernou dierou s mimoriadne vysokou hmotnosťou. Sú oddelené vzdialenosťou medzi Slnkom a Neptúnom v ich najširšom bode a medzi našou hviezdou a Jupiterom v ich najbližšom bode.
„Je to skutočný nosorožec,“ uviedol vo vyhlásení vedúci výskumník Pascual Panozzo z Národného centra pre vedecký výskum na parížskom observatóriu vo Francúzsku. „Toto je druh objavu, ktorý urobíte raz vo svojom výskumnom živote. Doteraz boli čierne diery tejto veľkosti objavené len vo vzdialených galaxiách prostredníctvom spolupráce LIGO-Virgo-KAGRA, vďaka pozorovaniu gravitačných vĺn.“
Súvisiace: Čo sú to gravitačné vlny?
Vďaka citlivosti Gaie bola pracovná skupina Black Hole Task Force tiež schopná obmedziť hmotnosť Gaia-BH3 a zistila, že má 33 hmotností Slnka.
„Gaia-BH3 je prvá čierna diera, ktorej hmotnosť dokážeme zmerať s veľkou presnosťou,“ povedal Tzivi Mazi, vedec a člen spolupráce Gaia na univerzite v Tel Avive. „Hmotnosť objektu je 30-krát väčšia ako hmotnosť nášho Slnka, čo je typické pre odhady, ktoré máme o hmotnosti veľmi vzdialených čiernych dier pozorovaných prostredníctvom experimentov s gravitačnými vlnami. Merania Gaia poskytujú prvý nespochybniteľný dôkaz o tom. [stellar-mass] Takéto masívne čierne diery existujú.“
Systém Gaia-BH3 by však vedcov mal veľmi zaujímať nielen pre blízkosť k Zemi a hmotnosť jej čiernej diery.
Hviezda v tomto systéme je podobria asi päťkrát väčšia ako Slnko a 15-krát jasnejšia, hoci je chladnejšia a menej hustá ako naša hviezda. Sprievodná hviezda Gaia-BH3 sa skladá predovšetkým z vodíka a hélia, dvoch najľahších prvkov vo vesmíre, a chýbajú jej ťažšie prvky, ktoré astronómovia (trochu mätúce) nazývajú „kovy“.
Skutočnosť, že táto hviezda je „chudobná na kov“, naznačuje, že hviezde, ktorá sa zrútila a zomrela, aby vytvorila Gaia-BH3, tiež chýbali ťažšie prvky. Očakáva sa, že hviezdy chudobné na kovy stratia počas svojho života viac hmoty ako ich náprotivky bohaté na kovy, takže vedci sa pýtajú, či si dokážu udržať dostatočnú hmotnosť na zrodenie čiernych dier. Gaia-BH3 predstavuje prvý náznak, že hviezdy chudobné na kovy to skutočne dokážu.
„Očakáva sa, že ďalšie vydanie údajov Gaia bude obsahovať ešte viac údajov, čo nám pomôže vidieť viac z poľa a pochopiť, ako sa tvoria spiace hviezdne čierne diery,“ uzavrel Seabrook.
Výskum tímu bol dnes (16. apríla) zverejnený v časopise Astronómia a astrofyzika.
„Organizátor. Spisovateľ. Zlý kávičkár. Evanjelista všeobecného jedla. Celoživotný fanúšik piva. Podnikateľ.“
