Dziura w środku niczego. Naukowcy zidentyfikowali pierwszą swobodną czarną dziurę
Na przestrzeni lat naukowcy zidentyfikowali setki czarnych dziur, tych małych i tych dużych, w centrach galaktyk i w centrach gromad gwiazd. Czasami czarne dziury pojawiały się też w pobliżu innych gwiazd jako elementy układu podwójnego. Jednak takiej czarnej dziury jak ta jeszcze nikt nigdy nie widział.
W 2011 roku astronomowie skanujący niebo w poszukiwaniu ciekawych obiekt dostrzegli zjawisko mikrosoczewkowania grawitacyjnego niewiadomego pochodzenia. Zjawisko takie zachodzi kiedy światło lecące w kierunku obserwatora stojącego na Ziemi od odległego obiektu kosmicznego, zaburzane jest grawitacyjnie przez inny nieznany obiekt, który znajdzie się dokładnie na drodze między źródłem światła a obserwatorem na Ziemi. Grawitacja obiektu, który znajdzie się między nimi jest w stanie skupić na oku obserwatora nieco więcej promieni światła pochodzących ze źródła. Efekt? Przez moment obserwujemy lekki wzrost jasności odległego obiektu kosmicznego.
Co może posłużyć za soczewkę?
Wielokrotnie światło odległej gwiazdy było wzmacniane przez przechodzącą między nami a gwiazdą tzw. planetą swobodną. Planety swobodne to planety, które wskutek interakcji grawitacyjnych zostały wyrzucone ze swoich układów planetarnych i od tego czasu swobodnie przemierzają przestrzeń międzygwiezdną nieogrzewane przez żadną gwiazdę. Co do zasady takiej planety nie da się inaczej wykryć. Nie odbija ona niemal żadnego światła (bo nie ma gwiazdy), jest zimnym skalistym globem, a więc w zakresie podczerwonym też nie świeci zbyt mocno, ale za to ma masę, dokładnie taką samą, jaką miała w swoim układzie planetarnym. Ta masa może właśnie zakrzywić trajektorię lotu promieni wyemitowanych przez odległą gwiazdę. Jeżeli gwiazda, swobodna planeta i teleskop na Ziemi znajdą się w jednej linii, będziemy mieli do czynienia ze zjawiskiem mikrosoczewkowania grawitacyjnego, które z kolei pozwoli nam odkryć samą planetę. Fascynujące prawda?
A gdyby tak czarna dziura też była swobodna?
Czarne dziury znajdowano dotychczas w skupiskach gwiazd i w centrach galaktyk. Nigdy jednak nie udało się odkryć czarnej dziury w przestrzeni międzygalaktycznej. Nic w sumie dziwnego, czarna dziura jest co do zasady niewidoczna, kiedy nie pochłania żadnej materii ze swojego otoczenia, tudzież nie krążą wokół niej inne gwiazdy. Z tego też powodu naukowcy identyfikują czarne dziury albo na podstawie zaburzeń ruchu innych gwiazd, albo na podstawie światła emitowanego przez tzw. dysk akrecyjny otaczający czarną dziurę, a zbudowany z rozgrzanej materii opadającej na nią po spirali.
Jak jednak wygląda czarna dziura, w otoczeniu której nie ma ani gwiazd, ani nawet pyłu i gazu? Otóż wcale nie wygląda. Czarna dziura jest w takiej sytuacji idealnie czarna i na tle pustki, w której się znajduje, zupełnie jej nie widać. Warto jednak przypomnieć sobie, że z taką czarną dziurą jest dokładnie tak jak ze swobodną planetą - owszem nie świeci, ale masę nadal ma taką samą i może zakrzywiać drogę promieni lecących co nas od obiektów znajdujących się bezpośrednio za nią.
Do potwierdzenia, że w 2011 r. astronomowie dostrzegli swobodną czarną dziurę potrzeba było sześciu lat obserwacji za pomocą Kosmicznego Teleskopu Hubble’a. Ostatecznie udało się jednak ustalić, że za soczewkowanie odległej gwiazdy odpowiedzialna była czarna dziura o masie siedmiu mas Słońca, przemieszczająca się w przestrzeni międzygwiezdnej z prędkością ok. 45 km/s.
Teraz naukowcy z pewnością skupią się na poszukiwaniu innych obiektów tego typu.
