Analizând două decenii și jumătate de imagini din arhivele telescopului spațial Hubble, este posibil ca astrofizicienii să fi descoperit dovezi ale unei găuri negre din apropiere care ar putea fi de cel puțin 8.200 de ori mai masivă decât Soarele.

Dacă studiile suplimentare pot confirma rezultatele, obiectul va fi a doua cea mai mare gaură neagră găsită în galaxia noastră. Ar putea fi, de asemenea, cel mai puternic concurent pentru o gaură neagră intermediară - un obiect din enigmaticul „țara nimănui” între găurile negre „supermasive” despre care se crede că se află în centrul majorității galaxiilor și cele mult mai mici, care cântăresc aproximativ la fel de mult ca o singură stea mare.

Stele în mișcare rapidă

Astrofizicianul Maximilian Häberle de la Institutul Max Planck pentru Astronomie din Heidelberg, Germania, și colaboratorii săi au examinat mai mult de 500 de imagini cu ω Centauri, un grup de stele dens cu 10 milioane de stele la aproximativ 18.000 de ani lumină (5,43 kiloparsecs) de sistemul solar. Imaginile au fost realizate în primul rând pentru a calibra instrumentele telescopului Hubble de-a lungul anilor.

Echipa a îmbinat imaginile pentru a reconstrui mișcarea a peste 150.000 de stele din cluster. Majoritatea stelelor s-au mișcat așa cum prevăd modelele teoretice, spune Häberle. „Dar apoi au fost unii care s-au mișcat mai repede.” Șapte stele, toate în apropierea centrului lui ω Centauri, se mișcau prea repede pentru a fi ținute numai de gravitația clusterului.

Acest lucru sugerează că stelele au fost accelerate de atracția gravitațională a unui obiect masiv, cum ar fi o gaură neagră. Din viteza stelelor, ar trebui să cântărească cel puțin 8.200 de mase solare, dar ar putea cântări până la 50.000 de sori. „Nu știam dinainte dacă îl vom găsi sau nu”, spune Häberle. „A fost puțin riscant și nu am fi putut găsi nimic.”

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

„Este un experiment dificil”, iar dovezile pentru existența unei găuri negre sunt „încă foarte departe de a fi concludente”, spune Gerry Gilmore, astrofizician la Universitatea din Cambridge, Marea Britanie. În special, datele nu arată încă semne ale traiectoriilor care orbitează una pe alta, așa cum se aștepta de la un obiect masiv, așa cum ar fi cazul stelelor care orbitează în jurul unui obiect masiv. În cazul Săgetător A*, gaura neagră de 4,3 milioane de masă solară din centrul Căii Lactee, Ani de observare a găsit dovezi de nerefuzat ale unor astfel de căi curbe - una pentru cei doi cercetători de frunte în 2020 Premiul Nobel primit. Telescopul spațial Gaia a descoperit, de asemenea, niște găuri negre latente, în formă de stea, din mișcarea unei singure stele însoțitoare. 2.

Cele mai multe găuri negre au fost descoperite în ultimele cinci decenii folosind radiații precum raze X sau unde radio 3produs de gazul supraîncălzit care trece în spirală în gaură. Primul indiciu al existenței lui Săgetător A* a fost de fapt o sursă rece radio – deși nu una foarte strălucitoare. Dar nu au fost găsite astfel de emisii în ω Centauri.

Greutăți mijlocii enigmatici

Masa obiectului candidat din ω Centauri l-ar plasa în mod clar în intervalul găurilor negre intermediare, în general între 100 și 100.000 de mase solare. Până acum, singura dovadă solidă pentru găurile negre din această zonă provine din detectarea undelor gravitaționale produse de două găuri negre care fuzionează. Un astfel de eveniment a fost observat în 2019, se spune că a creat un obiect de aproximativ 150 de mase solare.

Căutarea găurilor negre de dimensiuni medii are o lungă istorie de afirmații care sunt ulterior dezmințite. Astrofizicienii au bănuit de mult că unele surse de raze X „ultraluminoase” ar putea fi găuri negre de această dimensiune. Dar majoritatea acestor candidați s-a dovedit acum a fi stele neutronice, care strălucesc neobișnuit de puternic prin absorbția materialului supraîncălzit de la o stea însoțitoare. „Acestea sunt cel mai probabil asociate cu sisteme binare tinere „normale””, spune Giuseppina Fabbiano, astrofizician la Centrul Harvard-Smithsonian pentru Astrofizică din Cambridge, Massachusetts.

Rămân întrebări mari - inclusiv cum unele găuri negre devin supermasive și dacă sunt rezultatul fuziunilor multiple, pornind de la găurile negre stelare și continuând prin mase intermediare precum cea a candidatului din ω Centauri.

Echipa plănuiește acum studii ulterioare cu telescopul spațial James Webb, spune Häberle. În timp ce datele Hubble vor arăta doar modul în care stelele se mișcă în câmpul vizual, spectrele stelelor vor arăta cum sunt deplasate de-a lungul liniei de vedere, permițând astronomilor să-și reconstituie vitezele în 3D complet.