Astronomowie z ESO odkrywają najbliższą czarną dziurę. Czai się zaledwie 1000 lat świetlnych od Ziemi. Tak, to blisko
Astronomowie z Europejskiego Obserwatorium Południowego (ESO) odkryli najbliższą dotąd czarną dziurę. Pozostałość po masywnej gwieździe znajduje się zaledwie 1000 lat świetlnych od Układu Słonecznego.
Nowo odkryta czarna dziura nie jest sama, a stanowi element układu potrójnego, który można obserwować gołym okiem z półkuli południowej. To właśnie dzięki temu towarzystwu odkrycie czarnej dziury było w ogóle możliwe. Nie udało się bowiem zaobserwować samego obiektu, a jedynie wywnioskować jego obecność z analizy orbit dwóch pozostałych składników.
Do odkrycia posłużyły instrumenty zainstalowane na pokładzie 2,2-metrowego teleskopu w Obserwatorium La Silla w Chile.
- Odkrycie pierwszego układu gwiazd z czarną dziurą widocznego gołym okiem całkiem nas zaskoczyło - mówi Petr Hadrava, profesor z Czeskiej Akademii Nauk w Pradze. Układ gwiazd widoczny w gwiazdozbiorze Teleskopu znajduje się tak blisko nas, że można go zobaczyć gołym okiem z półkuli południowej. - To właśnie w nim znajduje się najbliższa czarna dziura spośród dotąd odkrytych - mówi Thomas Rivinius, badacz w ESO kierujący badaniami, których wyniki opublikowano dzisiaj w periodyku Astronomy & Astrophysics.
Astronomowie analizujący układ podwójny HR 6819 zauważyli, że orbity obu składników układu wskazują wyraźnie na obecność jeszcze jednego, zupełnie niewidocznego elementu. Analiza orbit wykazała, że musi to być czarna dziura.
Analizując widmo uzyskane za pomocą spektrografu FEROS zainstalowanego na szczycie teleskopu MPG/ESO badacze zauważyli, że jedna z gwiazd układu okrąża niewidoczny obiekt raz na czterdzieści dni, a druga okrąża ten układ w większej odległości.
- Aby ustalić 40-dniowy okres orbity potrzebowaliśmy kilku miesięcy obserwacji - mówi Dietrich Baade, emerytowany astronom w ESO w Garching. Na szczęście udało się to zrobić dzięki programowi ESO, w ramach którego to pracownicy obserwatorium prowadzą obserwacje dla poszczególnych zespołów badawczych.
Ukrywająca się w układzie czarna dziura jest jedną z pierwszych czarnych dziur o masie gwiazdowej, które nie wchodzą w interakcje ze swoim otoczeniem, przez co są naprawdę czarne i niewidoczne. Badacze byli w stanie dostrzec jej obecność i obliczyć jej masę analizując orbitę gwiazdy, która wokół niej krąży.
Niewidoczny obiekt o masie co najmniej 4 mas Słońca może być tylko czarną dziurą - podsumowuje Rivinius.
Astronomowie jak dotąd odkryli zaledwie kilkadziesiąt czarnych dziur w naszej galaktyce, z których niemal wszystkie silnie oddziałują ze swoim otoczeniem, emitując przy tym silne promieniowanie rentgenowskie.
Badacze przypuszczają jednak, że na przestrzeni całej historii Drogi Mlecznej umarło znacznie więcej masywnych gwiazd, które w trakcie eksplozji supernowej zapadły się w czarne dziury. Odkrycie cichej, niewidocznej czarnej dziury w HR 6819 wskazuje nam gdzie powinniśmy szukać kolejnych obiektów tego typu.
- W Drodze Mlecznej mogą istnieć setki milionów czarnych dziur, a my znamy tylko kilka. Teraz kiedy wiemy już czego szukać, będziemy w stanie odkryć ich znacznie więcej. To może być dopiero szczyt góry lodowej - dodaje Rivinius.
Już teraz astronomowie podejrzewają, że ich odkrycie może rzucić nowe światło na jeszcze jeden układ gwiazd.
- Przyszło nam do głowy, że także układ LB-1 może być takim układem potrójnym. Musimy jednak przeprowadzić dodatkowe obserwacje, aby przekonać się czy faktycznie tak jest - mówi Marianne Heida, badaczka w ESO i współautorka artykułu. LB-1 jest bardziej oddalony od Ziemi, ale wciąż znajduje się stosunkowo blisko. Jeżeli także i ten układ zawiera czarną dziurę, to może się okazać, że jest ich wokół bardzo dużo. Odkrywając je i badając możemy poznać procesy powstawania i ewolucji gwiazd o masie przekraczającej 8 mas Słońca (takie gwiazdy kończą życie supernową i zapadnięciem się jądra w czarną dziurę).
Niektórzy astronomowie uważają, że w układach takich jak HR 6819 czy LB-1 może dochodzić do łączenia się obiektów, jeżeli we wnętrzu znajdują się dwie czarne dziury lub czarna dziura i gwiazda neutronowa. Odległy zewnętrzny obiekt może grawitacyjnie wpływać na taką parę, sprzyjając procesowi łączenia i związanej z nim emisji fal grawitacyjnych. Choć w układach HR 6819 oraz LB-1 znajduje się tylko jedna czarna dziura i nie ma żadnych gwiazd neutronowych, to mogą one nam dużo powiedzieć o zderzeniach, do których może dochodzić w innych układach potrójnych.
