Zespół astronomów z Uniwersytetu Keio w Japonii, dzięki danym z 45-metrowego radioteleskopu Nobeyama, wykrył ślady niewidzialnej czarnej dziury o masie pośredniej, znajdującej się w okolicy centrum Drogi Mlecznej. Jej masa jest szacowana na około 100.000 mas Słońca. Astronomowie zakładają, że owa czarna dziura może być kluczem do zrozumienia narodzin supermasywnych czarnych dziur znajdujących się w centrach galaktyk.
Dzięki wynikom z radioteleskopu badacze odkryli enigmatyczną chmurę gazu nazwaną CO-0.40-0.22, która znajduje się w odległości zaledwie 200 lat świetlnych od centrum Drogi Mlecznej. Tym, co czyni CO-0.40-0.22 niezwykłą, jest zaskakująco szerokie rozproszenie prędkości gazu, który chmura zawiera. Aby szczegółowo zbadać strukturę, zespół ponownie obserwował CO-0.40-0.22 w celu uzyskania 21 linii emisyjnych 18 cząsteczek. Wyniki pokazują, że chmura ma kształt eliptyczny i składa się z dwóch elementów: mniejszego, o niskiej gęstości, w którym rozrzut prędkości gazu sięga 100 km/s, oraz gęstego elementu rozciągającego się na 10 lat świetlnych, z wąskim rozproszeniem prędkości.
Chmura nie posiada żadnych dziur. Ponadto obserwacje w promieniach X i świetle podczerwonym nie wykazały żadnych zwartych obiektów. Cechy te sugerują, że dyspersja prędkości nie jest spowodowana przez lokalne wydarzenia, jak na przykład wybuchy supernowych. Zatem astronomowie przeprowadzili proste symulacje ruchu gazu będącego pod wpływem silnego źródła grawitacyjnego. W symulacji tej chmury gazu są najpierw przyciągane przez źródło a ich prędkość zwiększa się wraz ze zbliżaniem się do niego, osiągają maksimum w pobliżu obiektu, a gdy go miną, ich prędkość się zmniejsza. Zespół odkrył, że model, w którym użyto źródła grawitacyjnego o masie 100.000 mas Słońca wewnątrz obszaru o średnicy 0,3 lat świetlnych, jest najbardziej dopasowany do wyników obserwacyjnych. Ponieważ obserwacje w podczerwieni i promieniach X nie wykazały żadnego obiektu, według naukowców najlepszym kandydatem na źródło tak silnego pola jest czarna dziura.
Jeżeli zespół ma rację, jest to pierwsza odkryta czarna dziura o masie pośredniej. Astronomowie znają dwa rodzaje czarnych dziur: o masach gwiazdowych, które powstają w wyniku gigantycznych wybuchów bardzo masywnych gwiazd, oraz supermasywne czarne dziury (SCD), często znajdujące się w centrach galaktyk. Masa SCD waha się w przedziale od kilku milionów do miliardów mas Słońca. Odkryto wiele SDC, ale nikt nie wie, w jaki sposób powstają. Jeden z pomysłów jest taki, że tworzą się poprzez połączenie się wielu czarnych dziur o masach pośrednich. Tylko tutaj pojawia się problem, gdyż do tej pory nie uzyskano silnych dowodów na istnienie czarnych dziur o masach pośrednich. Jeżeli okaże się, że chmura CO-0.40-0.22, znajdująca się w odległości 200 lat świetlnych od Sgr A* (SCD o masie 400 milionów mas Słońca, w centrum Drogi Mlecznej), zawiera czarną dziurę o masie pośredniej, będzie to mocne potwierdzenie teorii powstawania SCD.
Więcej informacji:
Opracowanie:
Agnieszka Nowak
Źródło:
phys.org
Na zdjęciu: Wizja artystyczna chmur rozrzuconych przez czarne dziury o masach pośrednich.
