Pročešljavajući dva i pol desetljeća slika iz arhiva svemirskog teleskopa Hubble, astrofizičari su možda otkrili dokaze o obližnjoj crnoj rupi koja bi mogla biti najmanje 8200 puta masivnija od Sunca.

Ako daljnja istraživanja potvrde rezultate, objekt će biti druga najveća crna rupa pronađena u našoj galaksiji. Također bi mogao biti najjači kandidat za crnu rupu srednjeg ranga - objekt na zagonetnoj "ničijoj zemlji" između 'supermasivnih' crnih rupa za koje se smatra da leže u središtu većine galaksija i mnogo manjih koje teže otprilike koliko i jedna velika zvijezda.

Zvijezde koje se brzo kreću

Astrofizičar Maximilian Häberle s Instituta Max Planck za astronomiju u Heidelbergu u Njemačkoj i njegovi suradnici ispitali su više od 500 slika ω Centaura, gustog zvjezdanog skupa s 10 milijuna zvijezda udaljenog oko 18 000 svjetlosnih godina (5,43 kiloparseka) od Sunčevog sustava. Slike su snimljene prvenstveno za kalibraciju instrumenata Hubble teleskopa tijekom godina.

Tim je spojio slike kako bi rekonstruirao kretanje više od 150.000 zvijezda u klasteru. Većina zvijezda kretala se kako predviđaju teorijski modeli, kaže Häberle. “Ali onda je bilo nekih koji su bili brži.” Sedam zvijezda, sve blizu središta ω Centaura, kretalo se prebrzo da bi ih držala samo gravitacija skupa.

To sugerira da su zvijezde bile ubrzane gravitacijskim privlačenjem masivnog objekta, poput crne rupe. Sudeći po brzinama zvijezda, morao bi težiti najmanje 8200 solarnih masa, ali bi mogao težiti čak 50 000 sunaca. "Nismo unaprijed znali hoćemo li ga pronaći ili ne", kaže Häberle. "Bilo je malo riskantno i ne bismo mogli ništa pronaći."

Ein neues farbiges ESA/Hubble-Bild von Omega Centauri mit der wahrscheinlichen Position des mittelschweren Schwarzen Lochs.

"To je težak eksperiment", a dokazi o postojanju crne rupe "još su daleko od konačnih", kaže Gerry Gilmore, astrofizičar sa Sveučilišta u Cambridgeu, UK. Konkretno, podaci još ne pokazuju nikakve znakove putanja koje kruže jedna oko druge kao što se očekuje od masivnog objekta, kao što bi bio slučaj sa zvijezdama koje kruže oko masivnog objekta. U slučaju Strijelca A*, crne rupe od 4,3 milijuna solarne mase u središtu Mliječne staze, Godine promatranja pronašli nepobitne dokaze o takvim zakrivljenim stazama - jedan za dva vodeća istraživača 2020. Nobelova nagrada primljeno. Svemirski teleskop Gaia također je otkrio neke uspavane crne rupe u obliku zvijezde nastale kretanjem jedne zvijezde pratilice 2.

Većina crnih rupa otkrivena je u posljednjih pet desetljeća pomoću zračenja poput X-zraka ili radiovalova 3proizveden pregrijanim plinom koji spiralno ulazi u rupu. Prvi nagovještaj postojanja Strijelca A* zapravo je bio hladni radijski izvor - iako ne baš sjajan. Ali takve emisije nisu pronađene u ω Centauri.

Zagonetne srednje kategorije

Masa objekta kandidata u ω Centauri bi ga jasno stavila u raspon srednjih crnih rupa, općenito između 100 i 100 000 solarnih masa. Do sada, jedini čvrsti dokaz o postojanju crnih rupa u ovom području dolazi od detekcije gravitacijskih valova koje proizvode dvije crne rupe koje se spajaju. Jedan takav događaj zabilježen je 2019, navodno je stvorio objekt od oko 150 solarnih masa.

Potraga za crnim rupama srednje veličine ima dugu povijest tvrdnji koje su kasnije opovrgnute. Astrofizičari su dugo sumnjali da bi neki izvori "ultraluminoznih" X-zraka mogle biti crne rupe ove veličine. No pokazalo se da su većina tih kandidata sada neutronske zvijezde, koje neobično jako sjaje apsorbirajući pregrijani materijal od zvijezde pratilice. "Oni su najvjerojatnije povezani s 'normalnim' mladim binarnim sustavima", kaže Giuseppina Fabbiano, astrofizičarka u Harvard-Smithsonian centru za astrofiziku u Cambridgeu, Massachusetts.

Ostaju velika pitanja - uključujući kako neke crne rupe postaju supermasivne i jesu li rezultat višestrukih spajanja, počevši od zvjezdanih crnih rupa i nastavljajući se kroz srednje mase poput one kandidata u ω Centauri.

Tim sada planira daljnje studije sa svemirskim teleskopom James Webb, kaže Häberle. Dok će Hubbleovi podaci pokazati samo kako se zvijezde kreću preko vidnog polja, spektri zvijezda pokazat će kako se pomiču duž vidne linije, omogućujući astronomima da rekonstruiraju njihove brzine u punom 3D-u.