Przejdź do treści

Wątpliwości związane z pobliską czarną dziurą

Szerokokątny obraz nieba, który zawiera układ gwiezdny HR 6819.

W maju 2020 roku naukowcy ogłosili pośrednie wykrycie najbliższej Ziemi czarnej dziury. Inny zespół sugeruje teraz jednak odmienne wyjaśnienie tej gwiezdnej łamigłówki.

HR 6819: Historia tajemnicy
Na podstawie wcześniejszych widm układu HR 6819 naukowcy zidentyfikowali to źródło jako jasną gwiazdę wczesnego typu Be – gorącą gwiazdę z liniami emisyjnymi, prawdopodobnie poprzez akrecję okołogwiazdowego dysku materii. Wraz z rozwojem zdolności do rozpoznawania szczegółów w widmach gwiazdowych, wyłonił się jednak bardziej skomplikowany obraz.

Badania przeprowadzone w latach 80. ubiegłego stulecia nieoczekiwanie pokazały wąskie linie absorpcyjne w widmach HR 6819, a badanie z 2003 roku wykazało, że linie z czasem się przesunęły. To wskazywało, że chociaż naukowcy nie mogli ich rozdzielić optycznie, HR 6819 miał dwa składniki: gwiazdę typu Be, nie wykazują żadnego oczywistego ruchu i gwiazdę typu B3 III na 40-dniowej orbicie.

Czym jest obiekt, który okrąża gwiazda typu B3 III? W maju 2020 roku naukowcy ogłosili odpowiedź na tę zagadkę: HR 6819 musi w rzeczywistości być układem potrójnym. Twierdzili, że gwiazda typu B3 III krąży wokół czarnej dziury (dlatego nie widać tego w widmach), a gwiazda typu Be jest odległym, trzecim towarzyszem, orbitującym zbyt wolno, by mieć wykrywalny ruch.

Jeżeli bazą rozważań będzie orbita gwiazdy typu B3 III, to czarna dziura musiałaby ważyć więcej niż 4 masy Słońca – a w odległości zaledwie 1120 lat świetlnych od Ziemi obiekt ten byłby najbliższą znaną czarną dziurą. Ale czy może istnieć inne wyjaśnienie widm HR 6819?

Tylko dwoje z nas
W nowym badaniu naukowcy z Georgia State University, Douglas Gies i Luqian Wang, twierdzą, że HR 6819 nie jest jednak układem potrójnym. Zamiast tego jest prostym układem podwójnym, składającym się tylko z dwóch znanych składników: gwiazd typu Be i B3 III.

Jeżeli HR 6819 jest tylko układem podwójnym, to gwiazda typu B3 III powinna wykazywać lustrzany ruch orbitalny w tym samym okresie 40 dni – ale ruch ten może być niewielki i trudny do wykrycia w złożonych widmach układu.

Aby go znaleźć, Gies i Wang przeanalizowali emisję Hα z dysku akrecyjnego otaczającego gwiazdę typu Be. Z wykorzystaniem dokładnego modelowania widmowego pokazali, że cały dysk porusza się w przód i w tył z okresem 40 dni, dokładnie tak, jak oczekiwano tego dla lustrzanego ruchu orbitalnego. Ruch ten jest mniej więcej o rząd wielkości mniejszy niż ruch gwiazdy typu B3 III, dlatego nie został zauważony wcześniej.

Nierówna para
Dlaczego więc ruch orbitalny Be jest o wiele mniejszy niż jej towarzyszki B3 III? Jeżeli gwiazda typu Be ma typową masę ~6 mas Słońca, towarzysz musi mieć tylko ułamek masy Słońca. Być może jest na tym etapie ewolucji, na którym już przekazała znaczną ilość masy swojemu towarzyszowi i teraz istnieje tylko naga pozostałość.

Czy zatem sprawa HR 6819 została zamknięta? Do tego jeszcze bardzo daleko! Układ nadal kwestionuje założenia naukowców i daje im możliwość przećwiczenia procesu naukowego, gdy pracują nad wyjaśnieniem swoich obserwacji.

Opracowanie:
Agnieszka Nowak

Więcej informacji:
Casting Doubt on a Nearby Black Hole

The Hα Emission Line Variations of HR 6819

Źródło: AAS

Na ilustracji: Szerokokątny obraz nieba, który zawiera układ gwiezdny HR 6819 oddalony od Ziemi o 1120 lat świetlnych. Źródło: ESO/Digitized Sky Survey 2. Podziękowanie dla: Davide De Martin