Zdá sa, že sa nám konečne podarilo nájsť niektoré zo „stratených“ čiernych dier vo vesmíre.

Zdá sa, že zhluk hviezd s názvom IRS 13 blízko stredu galaxie má vo svojom strede čiernu dieru. Okrem toho spôsob, akým sa tieto hviezdy zhlukujú a rotujú, naznačuje, že čierne diery sú zriedkavé – v strednom rozsahu hmotnosti, medzi tými, ktoré majú hmotnosť podobnú hviezdam a masívnymi príšerami.

Takéto čierne diery so strednou hmotnosťou sa nachádzajú extrémne zriedkavo, čo robí IRS 13 vzrušujúcim už samo o sebe… ale ešte úžasnejšie je jeho umiestnenie.

Čierna diera, ktorá sa nachádza len 0,1 svetelného roka od galaktického centra, sa zdá byť jedným zo stavebných kameňov, ktoré podporujú pokračujúci rast a vývoj supermasívnej čiernej diery v srdci Mliečnej dráhy, Sagittarius A* (Sgr A*) .

Toto je životne dôležitý dôkaz, ktorý by nám mohol pomôcť pochopiť, ako rastú čierne diery, a preklenúť priepasť medzi hviezdnymi hmotami a supermasívnymi čiernymi dierami.

Čierne diery predstavujú evolučný koncový bod v živote masívnej hviezdy, ale pozorované hmotnosti týchto objektov sú záhadné.

V rozsahu hviezdnej hmotnosti máme čierne diery vytvorené kolapsom (a splynutím) masívnych jadier hviezd. Pre čiernu dieru pozostávajúcu z jednej hviezdy je maximálna hmotnosť približne 80-násobok hmotnosti slnka.

Supermasívne čierne diery majú hmotnostný rozsah, ktorý nie je dobre definovaný, ale všeobecne sa uznáva, že ich hmotnosť je miliónkrát až miliardkrát väčšia ako hmotnosť Slnka. Čokoľvek medzi približne 100 hmotnostami Slnka a 100 000 až 1 miliónom hmotností Slnka je stredný hmotnostný rozsah, kde bolo nájdených šokujúco málo objektov.

Dôvod, prečo je to šokujúce, je ten, že evolučnú cestu medzi malými čiernymi dierami a veľkými čiernymi dierami ponecháva prázdnu.

V pozorovacích štatistikách medzi čiernymi dierami s hviezdnou hmotnosťou a supermasívnymi čiernymi dierami existuje medzera, ktorú nemožno ľahko vysvetliť – čo znamená, že máme len málo alebo žiadne dôkazy o raste z jedného bodu do druhého.

Objavený IRS 13 Pred niečo vyše 25 rokmiTáto hviezda odvtedy mátla astronómov. Spočiatku sa predpokladalo, že ide o jednu masívnu hviezdu. Potom bola objavená ďalšia masívna hviezda. binárne. potom Wolf-Rayetova hviezdaMasívna hviezda na pokraji supernovy.

Odvtedy bol identifikovaný Ako malá skupinaZostáva však hádankou. Je tak blízko k Sgr A* – čiernej diere s hmotnosťou 4,3 milióna sĺnk – že takáto hviezdokopa by nemala byť schopná udržať si svoju blízku štruktúru.

Tím vedený astrofyzikom Florianom Bieskerom z Kolínskej univerzity v Nemecku chcel túto záhadu vyriešiť, a tak sa vedci pozreli na spôsob, akým sa hviezdy a hmoty plynu v zhluku pohybujú. Očakávali, že hnutie bude relatívne náhodné, no namiesto toho zistili, že je celkom organizované.

Sú na to dve možné vysvetlenia. Prvým je efekt Sgr A*, ktorý nejakým spôsobom mení obežné dráhy objektov v IRS 13. Tím však dospel k záveru, že vo vnútri hviezdokopy musí byť niečo, čo ju udrží gravitačne nedotknuté.

Pozorovali a modelovali, aby zistili, či dokážu určiť, čo to je. Sledovaním pohybu skupiny boli schopní určiť miesto, kde by sa mohol hustý objekt nachádzať.

Na tomto mieste pozorovali röntgenové lúče a prstenec ionizovaného plynu rotujúci rýchlosťou približne 130 kilometrov (81 míľ) za sekundu.

Potom pomocou všetkých týchto pohybov vypočítali hmotnosť objektu v strede prstenca. Vedci odhadli, že hmotnosť objektu je ekvivalentná približne 30 000 hmotnostiam Slnka. A môže to byť len jedna vec: čierna diera strednej hmotnosti.

Budúce pozorovania pomocou najmodernejších prístrojov nám poskytnú lepší pohľad na tento záhadný objekt, ale zatiaľ sa zdá, že táto zbierka predstavuje dôležitý krok k pochopeniu vývoja čiernych dier.

„Zdá sa, že IRS 13 je stavebným kameňom pre rast našej centrálnej čiernej diery SgrA*,“ hovorí Biesker.

„Táto veľkolepá hviezdokopa neprestáva prekvapovať vedeckú komunitu od svojho objavu pred približne dvadsiatimi rokmi. Pôvodne sa predpokladalo, že ide o nezvyčajne ťažkú ​​hviezdu, no vďaka údajom s vysokým rozlíšením teraz môžeme potvrdiť vznik budovy blok so strednou čiernou dierou „Hmota je v strede.“

Výskum bol publikovaný v r Astrofyzikálny časopis.