Czasoprzestrzeń podziurawiona jak ser szwajcarski. Hubble zagląda do wnętrza gromady gwiazd
Gromady kuliste to zbiorowiska zazwyczaj bardzo starych gwiazd, krążące wokół swoich galaktyk macierzystych. Sama Droga Mleczna ma ponad 150 takich gromad kulistych. W zależności od gromady można w nich znaleźć nawet do miliona ciasno upakowanych obok siebie gwiazd. Nic więc dziwnego, że w takim zagęszczeniu gwiazd od czasu do czasu znajdzie się czarna dziura, będąca pozostałością po eksplozji starej masywnej gwiazdy.
W przypadku gromady kulistej NGC 6397 naukowcy spodziewali się znaleźć czarną dziurę o masie pośredniej. Dokładne badania wskazują jednak, że w środku tej konkretnej gromady gwiazd jest coś innego.
NGC 6397 to gromada, której wiek jest zbliżony do wieku wszechświata. Nic więc dziwnego, że zdominowana jest przez bardzo stare gwiazdy. Zupełnym przypadkiem żyjemy na Ziemi w czasach, kiedy ta gromada przelatuje stosunkowo blisko nas, przez co jest aktualnie jedną z najbliższych gromad kulistych na całym niebie – znajduje się zaledwie 7800 lat świetlnych od Ziemi.
Zaglądając do samego serca gromady gwiazd
W samym centrum gromady znajduje się bardzo duże zagęszczenie gwiazd. W przypadku takich obiektów naukowcy mówią o kolapsie jądra gromady.
Badacze z Instytutu Astrofizyki w Paryżu postanowili sprawdzić, co znajduje się we wnętrzu NGC 6397. Pierwsze podejrzenia mówiły, że znajdą tam czarną dziurę o masie pośredniej. Obiekty tego typu są znacząco większe od czarnych dziur o masie gwiazdowej (powstałych w eksplozji supernowej masywnej gwiazdy), ale znacząco mniejsze od supermasywnych czarnych dziur, takich jak SgrA*, którą możemy znaleźć w samym centrum naszej galaktyki.
Jako że samej czarnej dziury raczej nie da się dostrzec, badacze wsparli się pomiarami prędkości i ruchu gwiazd znajdujących się w centrum gromady. Do danych z teleskopu Hubble’a dołączyli także pomiary prędkości z teleskopu kosmicznego Gaia, który mierzy położenie, odległości i ruch ponad miliarda gwiazd na niebie.
To nie może być jedna czarna dziura
Jak się jednak okazało, choć w centrum gromady znajduje się niewidoczna masa, to nie jest ona skupiona w jednym punkcie (a tak byłoby w przypadku czarnej dziury), a raczej rozciąga się ona na kilka procent średnicy gromady. Jakby tego było mało, gwiazdy wcale nie krążą wokół jednego punktu, ale ich ruch jest bardzo chaotyczny.
Na podstawie zebranych danych naukowcy doszli do wniosku, że we wnętrzu tej gromady gwiazd znajduje się gromada czarnych dziur o masie gwiazdowej, powstałych z masywnych gwiazd, które w toku ewolucji opadały grawitacyjnie ku centrum gromady. Gdy we wnętrzu gwiazdy kończyło się paliwo, jej życie kończyło się spektakularną eksplozją supernową i pozostawieniem czarnej dziury.
Co ciekawe, już jakiś czas temu pojawiła się teoria mówiąca, że w centrach gromad kulistych mogą znajdować się właśnie tego typu „zbiory” czarnych dziur. NGC 6397 wydaje się zatem pierwszym obserwacyjnym przykładem takiego zgromadzenia.
Otwartym pozostaje pytanie, czy w toku dalszej ewolucji owe czarne dziury nie zaczną łączyć się ze sobą w większe czarne dziury o masie pośredniej. Choć proces ten może trwać bardzo długo, to z czasem może potwierdzić, że właśnie w taki sposób powstają te unikalne i rzadkie obiekty.