Kiedy dwie galaktyki się zderzają, ich centralne czarne dziury łączą się, emitując fale grawitacyjne. Astronomowie twierdzą, że efekt odrzutu czasem wykopuje połączoną czarną dziurę z galaktyki, jednocześnie ciągnąc pobliskie gwiazdy.
Astronomowie sądzą, że wszystkie masywne galaktyki zawierają w swoim wnętrzu czarną dziurę ważącą miliony do miliardów mas Słońca. Mniejsze czarne dziury mogą być obecne w jądrach galaktyk karłowatych. Najbardziej znana centralna czarna dziura to ta wewnątrz galaktyki M87, która stała się pierwszą sfotografowaną czarną dziurą w 2019 roku. Kiedy dwie galaktyki łączą się, ich gwiazdy w większości po prostu mieszają się bez kolizji, ale dwie centralne czarne dziury się łączą. Fuzja wytwarza fale grawitacyjne przenoszące ekstremalne ilości energii, porównywalne do bomby atomowej o masie kilku słońc. Można sobie wyobrazić, że jeżeli ta energia zostanie wypromieniowana nawet nieco asymetrycznie, nastąpi odrzut w przeciwnym kierunku. Jeżeli odrzut jest wystarczająco silny, powstająca połączona czarna dziura zostaje wyrzucona z własnej galaktyki. Jakiekolwiek gwiazdy, które były z nią związane grawitacyjnie, zostaną podczas tego zdarzenia wyszarpnięte. Tak powstają bardzo zwarte gromady gwiazd (hypercompact stellar clusters – HCSC). A przynajmniej zgodnie z teorią, obserwacyjnie nie zostały jeszcze potwierdzone.
Grupa astronomów doszła do wniosku, że HCSC mogą być ukryte w istniejących bazach danych, w tym tych z teleskopu Gaia oraz przeglądu SDSS. Ale szybko zdali sobie sprawę, że nikt nie poczynił wystarczająco szczegółowych prognoz dotyczących tego, jak będą wyglądać w bazie danych. Tak więc, jako pierwszy krok w swoich poszukiwaniach, opracowali własne prognozy i opublikowali je w Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Zespół prognozuje kolory, obrazy i widma HCSC specjalnie dostosowane do każdej bazy danych. Obliczyli również, jak wyglądałaby gromada w dwuwymiarowym obrazie teleskopu.
Jeżeli naukowcom uda się zidentyfikować pierwszą rzeczywistą HCSC, mogą wyliczyć prędkość „kopnięcia”, jaką otrzymała z odrzutu po połączeniu się dwóch galaktyk, z których wyłoniła. Zostało to obliczone na podstawie symulacji fal grawitacyjnych, ale są one oparte na teoriach, które należy potwierdzić obserwacjami.
Wszelkie wyrzucane czarne dziury na obrzeżach Galaktyki będą wynikiem połączenia galaktyki karłowatej z młodą Drogą Mleczną, która niedawno zapoczątkowała formowanie od zera masywnej czarnej dziury w swoim centrum. Te połączone czarne dziury powinny być o masie pośredniej; od setek do tysięcy mas Słońca. „Dyskutuje się o istnieniu czarnych dziurach o masie pośredniej. Jeżeli rzeczywiście znajdziemy HCSC, jednocześnie pokażemy istnienie takich czarnych dziur. Możemy to następnie potwierdzić, mierząc masę czarnych dziur za pomocą obserwacji spektroskopowych HCSC” – powiedział Davide Lena, pierwszy autor pracy.
Opracowanie:
Agnieszka Nowak
Więcej informacji:
Astronomers make composition drawing of elusive wandering black holes
Hypercompact stellar clusters: morphological renditions and spectrophotometric models
Źródło: SRON
