Galaxie Mléčná dráha obsahuje nově objevenou masivní černou díru číhající blízko Země! Tohoto spícího obra objevil evropský vesmírný dalekohled Gaia, který sleduje pohyb miliard hvězd v naší galaxii.
Černé díry o hvězdné hmotnosti vznikají, když hmotné hvězdě dojde palivo a zhroutí se. Nový objev je milníkem, protože představuje první případ, kdy byla poblíž Země nalezena velká černá díra tohoto původu.
Černá díra o hvězdné hmotnosti, nazývaná Gaia-BH3, je 33krát hmotnější než naše Slunce. Předchozí nejhmotnější černá díra této třídy nalezená v Mléčné dráze byla černá díra v rentgenové dvojhvězdě v souhvězdí Labutě (Cyg X-1), která má odhadovanou hmotnost asi 20krát větší než Slunce. Průměrná hvězdná černá díra v Mléčné dráze je asi 10krát těžší než Slunce.
Gaia-BH3 se nachází pouhých 2000 světelných let od Země, což z ní dělá druhou nejblíže objevenou černou díru naší planetě. Nejbližší černá díra k Zemi je Gaia-BH1 (také objevená Gaia), která se nachází 1560 světelných let daleko. Gaia-BH1 má hmotnost asi 9,6krát větší než Slunce, takže je mnohem menší než tato nově objevená černá díra.
Příbuzný: Nový pohled na supermasivní černou díru v srdci Mléčné dráhy naznačuje vzrušující skrytý rys (obrázek)
„Nalezení Gaia BH3 je jako okamžik ve filmu ‚Matrix‘, kde Neo začíná ‚vidět‘ matrix,“ řekl George Seabrook, vědec z Mullard Space Science Laboratory na University College London a člen Gaia's Black Hole Task. Platnost. uvedl v prohlášení zaslaném Space.com. „V našem případě je ‚matrix‘ sbírka spících hvězdných černých děr v naší galaxii, které byly před námi skryty, než je Gaia objevila.“
Seabrook dodal, že Gaia BH3 je důležitým vodítkem pro tuto skupinu, protože je to nejhmotnější hvězdná černá díra nalezená v naší galaxii.
Gaia-BH3 je samozřejmě malá ve srovnání se supermasivní černou dírou, která dominuje srdci Mléčné dráhy, Sagittarius A* (Sgr A*), která má hmotnost 4,2 milionkrát větší než Slunce. Supermasivní černé díry jako Sgr A* nevznikají smrtí hmotných hvězd, ale sloučením postupně větších a větších černých děr.
Spící obří černá díra způsobila, že se hvězdný společník zakolísal
Všechny černé díry mají vnější hranici nazývanou horizont událostí, v kterémžto bodě úniková rychlost černé díry překračuje rychlost světla. To znamená, že horizont událostí je jednosměrná plocha zachycující světlo, za kterou nemůže uniknout žádná informace.
V důsledku toho černé díry nevyzařují ani neodrážejí světlo, což znamená, že je lze „vidět“ pouze tehdy, jsou-li obklopeny materiálem, který se na ně postupně živí. Někdy to znamená, že černá díra v binárním systému vytahuje materiál ze doprovodné hvězdy a vytváří kolem ní disk plynu a prachu.
Masivní gravitační vliv černých děr generuje v této okolní hmotě intenzivní slapové síly, které způsobují, že tato hmota jasně září spolu s materiálem, který je zničen a spotřebován, a vyzařuje rentgenové záření. Navíc hmota, která není živena černou dírou, může být nasměrována k jejím pólům a poté uvolněna ve formě výtrysků s rychlostí blízkou rychlosti světla, které jsou doprovázeny emisí světla.
Všechny tyto světelné emise by mohly umožnit astronomům pozorovat černé díry. Otázka zní: Jak lze objevit „spící“ černé díry, které se neživí plynem a prachem, který je obklopuje? Například, co když černá díra s hvězdnou hmotností má doprovodnou hvězdu, ale obě jsou příliš daleko od sebe, než aby černá díra sebrala hvězdnou hmotu od svého binárního partnera?
V takových případech černá díra a její doprovodná hvězda obíhají kolem bodu představujícího těžiště systému. To je také případ, kdy obíhá kolem lehké doprovodné hvězdy, jako je jiná hvězda nebo dokonce planeta.
Rotace kolem středu hmoty má za následek oscilaci v pohybu hvězdy, což astronomové vidí. Vzhledem k tomu, že Gaia je zručná v přesném měření pohybu hvězd, je dokonalým nástrojem k pozorování tohoto kolísání.
Gaia's Black Hole Task Force se vydala hledat podivné oscilace, které nelze vysvětlit přítomností jiné hvězdy nebo planety a které ukazují na těžšího společníka, možná černou díru.
Zaměřením na starověkou obří hvězdu v souhvězdí Aquila, která se nachází 1926 světelných let od Země, tým našel kolísání v dráze hvězdy. Tato oscilace ukazuje, že hvězda je uzavřena v orbitálním pohybu s inertní černou dírou o výjimečně vysoké hmotnosti. Jsou odděleny vzdáleností mezi Sluncem a Neptunem v jejich nejširším místě a mezi naší hvězdou a Jupiterem v jejich nejblíže.
„Je to skutečný nosorožec,“ uvedl v prohlášení vedoucí výzkumník Pascual Panozzo z Národního centra pro vědecký výzkum na Pařížské observatoři ve Francii. „Toto je druh objevu, který uděláte jednou za svůj výzkumný život. Až dosud byly černé díry této velikosti objeveny pouze ve vzdálených galaxiích prostřednictvím spolupráce LIGO-Virgo-KAGRA, díky pozorování gravitačních vln.“
Příbuzný: Co jsou gravitační vlny?
Díky citlivosti Gaie byla pracovní skupina pro černé díry také schopna omezit hmotnost Gaia-BH3 a zjistila, že má 33 hmotností Slunce.
„Gaia-BH3 je první černá díra, jejíž hmotnost můžeme změřit s velkou přesností,“ řekl Tzivi Mazi, vědec a člen spolupráce Gaia na univerzitě v Tel Avivu. „Hmotnost objektu je 30krát větší než hmotnost našeho Slunce, což je typické pro odhady, které máme o hmotnosti velmi vzdálených černých děr pozorovaných prostřednictvím experimentů s gravitačními vlnami. Měření Gaia poskytují první nesporný důkaz tohoto [stellar-mass] Tak masivní černé díry existují.“
Systém Gaia-BH3 by však měl být pro vědce velmi zajímavý nejen pro blízkost k Zemi a hmotnost její černé díry.
Hvězda v tomto systému je podobří hvězda asi pětkrát větší než Slunce a 15krát jasnější, i když je chladnější a méně hustá než naše hvězda. Společenská hvězda Gaia-BH3 se skládá především z vodíku a hélia, dvou nejlehčích prvků ve vesmíru, a postrádá těžší prvky, které astronomové (poněkud matoucím způsobem) nazývají „kovy“.
Skutečnost, že tato hvězda je „chudá na kov“, naznačuje, že hvězda, která se zhroutila a zemřela za vzniku Gaia-BH3, také postrádala těžší prvky. Očekává se, že hvězdy chudé na kovy ztratí během svého života více hmoty než jejich protějšky bohaté na kov, takže vědci přemýšlí, zda si dokážou udržet dostatečnou hmotnost, aby zrodily černé díry. Gaia-BH3 představuje první náznak toho, že hvězdy chudé na kovy to skutečně dokážou.
„Očekává se, že příští vydání dat Gaia bude obsahovat ještě více dat, což nám pomůže vidět více z pole a porozumět tomu, jak se tvoří spící hvězdné černé díry,“ uzavřel Seabrook.
Výzkum týmu byl dnes (16. dubna) zveřejněn v časopise Astronomie a astrofyzika.
Přátelský webový obhájce. Odborník na popkulturu. Bacon ninja. Tvrdý twitterový učenec.
