Trwa wielkie polowanie na niewidzialne czarne dziury. Mogą czaić się tuż za progiem
W naszej kosmicznej okolicy, w mrokach kosmosu, skrywa się kilka czarnych dziur. Trwa wielkie polowanie, które ma na celu odnalezienie tych tajemniczych obiektów.
Według szacunków naukowców w Drodze Mlecznej znajdować może się nawet miliard gwiazdowych czarnych dziur. Ich znalezienie jest jednak nie lada wyzwaniem. Czarne dziury pożerające materię, zwane aktywnymi jądrami galaktycznymi (AGN), odkryć można z ogromnych odległości dzięki potężnym dżetom, które wyrzucają w pustkę. Supermasywne czarne dziury zdradza potężna grawitacja i wpływ, jaki wywiera ona na otoczenie.
Czarne dziury o masie gwiazdowej są znacznie liczniejsze, ale jednocześnie słabsze niż supermasywne czarne dziury i trudniejsze do wykrycia. Mimo to muszą gdzieś istnieć, a niektóre powinny znajdować się w naszym sąsiedztwie - podaje serwis Universe Today, który omawia najnowsze badanie w magazynie The Astrophysical Journal. W badaniu tym przedstawiono pomysł na odnalezienie gwiazdowych czarnych dziur w danych z satelity Gaia.
Więcej na Spider's Web:
Czarna dziura może być tuż obok
Modele teoretyczne przewidują ,że nasza galaktyka zawiera od 100 mln do nawet miliarda czarnych dziur powstałych w wyniku całkowitego zapadnięcia grawitacyjnego ciężkich gwiazd i że większość tych czarnych dziur jest izolowana, nie posiada żadnego towarzysza. Oznacza to, że w promieniu 15 parseków od Układu Słonecznego (około 50 lat świetlnych) może znajdować się kilka czarnych dziur - piszą autorzy badania.
Jak można zobaczyć te niewidzialne obiekty? Tym bardziej, że nie posiadają gwiezdnych towarzyszy, którzy mogliby zdradzić ich położenie. W takiej sytuacji jedynym dostępnym źródłem materii może być gaz rozproszony w przestrzeni międzygwiazdowej. To jednak prowadzi do kolejnego problemu. Przestrzeń kosmiczna jest niemal pusta.
W pobliżu Układu Słonecznego znajdują się wprawdzie obłoki międzygwiazdowe, czyli obszary zawierające gaz, w tym częściowo zjonizowany wodór. Układ Słoneczny przemieszcza się obecnie przez jeden z nich, nazywany Lokalnym Obłokiem Międzygwiazdowym, w pobliżu jego krawędzi. W sąsiedztwie znajduje się również między innymi obłok G.
Takie struktury mogą stworzyć warunki, w których samotna czarna dziura zacznie przyciągać materię z otoczenia. Gaz opadający w jej kierunku może się nagrzewać i emitować promieniowanie, które da się zarejestrować za pomocą teleskopów. Według analiz obłoki międzygwiazdowe zajmują około 5–20 proc. badanego lokalnego obszaru. Jeżeli czarna dziura znajduje się w jednym z nich, szanse na jej wykrycie mogą być większe.
Poza tymi obłokami sytuacja wygląda znacznie gorzej. Gęstość materii jest tam tak niska, że czarna dziura może nie pochłaniać wystarczającej ilości gazu, by emitować wykrywalne promieniowanie. Nawet jeśli taki obiekt znajduje się zaledwie kilkanaście lat świetlnych od nas, może pozostawać niewidoczny dla obecnych instrumentów.
Gaia znalazła pięciu kandydatów. Żaden nie przekonał astronomów
Do poszukiwań wykorzystano dane z misji Gaia i jej trzeciego dużego katalogu danych, znanego jako Gaia DR3. Kosmiczne obserwatorium Europejskiej Agencji Kosmicznej mierzy położenia, ruchy i odległości ogromnej liczby gwiazd, a także zbiera informacje o innych obiektach astronomicznych.
W badanym obszarze naukowcy znaleźli 1071 źródeł, dla których dostępne były pomiary paralaksy. To właśnie dzięki paralaksie, czyli pozornej zmianie położenia obiektu obserwowanego z różnych miejsc orbity Ziemi, astronomowie mogą wyznaczać odległości do gwiazd.
Spośród tych źródeł sześć nie miało jednoznacznej klasyfikacji. Jedno z nich było jednak kandydatem na brązowego karła znajdującego się w układzie podwójnym, co pozwoliło wykluczyć je z poszukiwań samotnej czarnej dziury o masie gwiazdowej. Pozostało pięciu kandydatów, których nie udało się w prosty sposób zidentyfikować.
Wszystkie te obiekty znajdują się blisko płaszczyzny Drogi Mlecznej, gdzie na niewielkim obszarze nieba może nakładać się światło wielu źródeł. Takie zagęszczenie utrudnia precyzyjne pomiary. Błędy mogą wynikać między innymi z obecności nierozpoznanych obiektów w tle albo z tego, że źródło uznawane za pojedyncze w rzeczywistości należy do układu podwójnego. W obu przypadkach dane astrometryczne mogą sprawiać wrażenie, że astronomowie mają do czynienia z czymś nietypowym.
Badacze nie mogli więc uznać, że nietypowe pomiary ruchu i położenia tych obiektów stanowią dowód na obecność czarnych dziur. W kolejnym etapie naukowcy porównali kandydatów z katalogami obserwacji w podczerwieni oraz w zakresie fal radiowych.
Przełom może nadejść w 2027 r.
Rezultat okazał się rozczarowujący. Żaden z pięciu kandydatów nie wykazał przekonującego sygnału w podczerwieni ani w falach radiowych, który odpowiadałby przewidywaniom dla samotnej czarnej dziury akreującej materię z przestrzeni międzygwiazdowej. Autorzy badania uznali więc, że obiekty te najprawdopodobniej nie są poszukiwanymi czarnymi dziurami.
Nieudana próba nie zamyka sprawy. Naukowcy chcą kontynuować poszukiwania w katalogach radiowych i rentgenowskich, koncentrując się na czarnych dziurach, które mogą pochłaniać materię z ciepłego, częściowo zjonizowanego ośrodka międzygwiazdowego.
Nadzieje wiążą się między innymi z projektem Square Kilometre Array (SKA), czyli rozbudowaną siecią radioteleskopów, która ma zapewnić niezwykle czułe obserwacje Wszechświata. Według autorów badania kolejna porcja danych z projektu była oczekiwana w pierwszej połowie 2027 r. Może ona okazać się szczególnie przydatna w poszukiwaniu słabych źródeł radiowych związanych z samotnymi czarnymi dziurami.
Dziennikarz Spider's Web. Specjalizuje się w tematyce militariów i obronności. Pisze również o nauce - głownie o kosmosie. Jest pasjonatem lotnictwa, broni pancernej i miłośnikiem symulatorów. Interesuje się historią konfliktów oraz Chin i Wietnamu w XX wieku. Dziennikarzem jest od 1998 roku. Pracował w Super Expressie, Gazecie Wyborczej, Purepc. Jest autorem trzech książek poświęconych wojnie w Wietnamie. Prywatnie interesuje się również fizyką, grami, kotami i kolarstwem górskim.