Historyczne odkrycie
Chociaż podobnego odkrycia dokonano w zeszłym roku, dowody na jego rzekomą prawdziwość podawano w wątpliwość. W przypadku nowego odkrycia przynajmniej na razie żadnych wątpliwości nie ma.
Choć nowo poznana nieaktywna czarna dziura znajduje się poza Drogą Mleczną, dzieli ją od niej dystans niewielki. To dlatego, że jej domem jest tak zwany Wielki Obłok Magellana, czyli galaktyka satelitarna Drogi Mlecznej. Jej odkrycie może w przyszłości pomóc odnaleźć więcej takich czarnych dziur.
„Po raz pierwszy nasz zespół zebrał się, aby ogłosić odkrycie czarnej dziury, zamiast odrzucić odkrycie innych naukowców.”, powiedział astronom Tomer Shenar z Uniwersytetu Amsterdamskiego w Holandii. „Zidentyfikowaliśmy igłę w stogu siana.”
Obiekty niemal nieuchwytne
Czarne dziury to obiekty trudne do obserwacji. Ich ekstremalne pole grawitacyjne sprawia bowiem, że nawet światło nie jest w stanie uciec spoza ich horyzontu zdarzeń. W związku z tym czarne dziury są całkowicie spowite ciemnością i nie emitują promieniowania, które bylibyśmy w stanie wykryć.
Naukowcy mają szczęście, gdy jakaś czarna dziura akurat „żywi się” materią pochodzącą z jakiegoś obiektu, na przykład gwiazdy. Materia ta, zanim przekroczy horyzont zdarzeń, tworzy dysk akrecyjny, który intensywnie się nagrzewa i emituje promieniowanie, w tym promieniowanie rentgenowskie, które można wykryć.
Jak wykryć nieaktywną czarna dziurę? Jej istnienie może zdradzać wpływ jej grawitacji na inne obiekty. Jeżeli jakiś obiekt zdaje się krążyć wokół pustej przestrzeni, być może w tej pustej przestrzeni znajduje się czarna dziura. Nie wszystkie niewidoczne obiekty są jednak czarnymi dziurami, co stanowi problem.
Przełamanie impasu
Tomer Shenar wraz ze swoim zespołem na przestrzeni lat obalił wiele rzekomych odkryć nieaktywnych czarnych dziur. Nie oznacza to jednak tego, że takie czarne dziury nie istnieją, a to, że na ich odkrycie trzeba mieć solidne dowody.
Samemu próbując odkryć nieaktywną czarną dziurę, zespół Shenara skupił się na Mgławicy Tarantula w Wielkim Obłoku Magellana. Jest to gwiezdny żłobek usiany młodymi, niezwykle masywnymi gwiazdami. Naukowcy szczegółowo zbadali około 1000 takich gwiazd, aby znaleźć ślady świadczące o tym, czy którakolwiek z nich krąży wokół niewidocznego obiektu lub środka ciężkości wspólnego z niewidocznym obiektem.
Jak się okazało, jedna z gwiazd, której badacze się przyglądali – znajdująca się 160 tysięcy lat świetlnych stąd gwiazda typu O 25 razy masywniejsza niż Słońce – krąży wokół wspólnego środka ciężkości z niewidocznym obiektem o masie około 9 mas Słońca. Przy tej masie średnica horyzontu zdarzeń czarnej dziury wynosi około 27 kilometrów.
Skąd pewność, że tym razem niewidoczny obiekt jest czarną dziurą? Inne wytłumaczenia po prostu wykluczono. Wykluczono na przykład, że mógłby on być gwiazdą neutronową, gdy granica masy dla takiego obiektu wynosi 2,3 mas Słońca.
Nowo poznanemu układowi podwójnemu, w skład którego wchodzi nowo odkryta czarna dziura, nadano nazwę VFTS 243. Naukowcy wierzą, że układ ten może skrywać ważne wskazówki dotyczące procesu powstawania czarnych dziur. Czarna dziura wchodząca w jego skład mogła powstać zgodnie z kilkoma scenariuszami – na przykład na drodze wybuchu supernowej czy bezpośredniego zapadnięcia się umierającej gwiazdy. W tym przypadku drugi scenariusz jest jednak bardziej prawdopodobny.
Rzecz jasna, odkrywcy czarnej dziury zachęcają innych naukowców do oceny dokonanego przez nich odkrycia. To sprawiedliwe, zwłaszcza że dotychczas odkrywcy stali po drugiej stronie barykady.
Źródło: ESO, fot. tyt. ESO/L. Calçada