Naujai atrasta juodoji skylė, kurios dydis yra sulig 10 Saulių, aptikta esanti vos 1560 šviesmečių nuo Žemės, skelbia mokslininkai savo naujausiame tyrime. Iki šiol artimiausia Žemei juodoji skylė buvo žinoma esanti nutolusi maždaug dvigubai toliau – t.y. apie 3000 šviesmečių.

Juodoji skylė, pavadinta kodiniu pavadinimu Gaia BH1, sudaro dvinarę sistemą su į mūsų Saulę panašia žvaigžde. Ši žvaigždė yra nutolusi nuo juodosios skylės maždaug tiek, kiek Žemė nutolusi nuo Saulės. Šis kosminis darinys – juodoji skylė Gaia BH1 ir jos kompanjonė žvaigždė yra ypatinga sistema ir todėl patraukė mokslininkų dėmesį.

„Iki šiol buvo daugybė tvirtinimų apie galimą tokių sistemų egzistavimą, tačiau beveik visi jie netrukus būdavo paneigti. Tačiau dabar – pirmas, nenuginčijamas kartas, kai yra atrasta į Saulę panašios dvinarės žvaigždės ir juodosios skylės sistema mūsų galaktikoje“, – pranešime teigė Harvard-Smithsonian astrofizikos centro mokslininkas ir tyrimo autorius Kareem El-Badry bei Vokietijos astronomijos instituto mokslininkas Maxas Planckas.

Astronomai mano, kad vien Paukščių Tako galaktikoje yra apie 100 mln. juodųjų skylių, kurių masė yra nuo 5 iki 100 kartų didesnė už mūsų Saulę.

Tokia masė, vertinant astronominiais mastais, yra nedidelė, todėl tokios juodosios skylės yra gana sunkiai aptinkamos, ypač teleskopais. Tačiau dabar mokslininkai gali detaliau stebėti šias vadinamas „rentgeno dvinares“ sistemas. Kai juodoji skylė, kuri iš savo žvaigždės palydovės siurbia materiją į aplink save, tos siurbiamos žvaiždės dulkės ir dujos skleidžia rentgeno spindulius – didelės energijos elektromagnetines bangas, kurias galima stebėti galingais teleskopais.

Vis tik ne visos Saulės masės dydžio juodosios skylės, sudarančios dvinarę sistemą, yra aktyviai mintančios savo žvaigždės kompanjonės dulkėmis ir dujomis. Tokios juodosios bedugnės yra neaktyvios, be to, nematomus objektus rasti bei stebėti yra dar sunkiau.

Vis dėlto Gaia BH1 buvo aptikta stebint Paukščių Take esančių 2 mlrd. žvaigždžių padėtį, trajektoriją ir greitį. Tokį tyrinėjimą vykdo Europos kosmoso agentūros erdvėlaivis-observatorija „Gaia“. Tikrindami surinktus duomenims, mokslininkai pastebėjo tam tikrus nedidelius Gaia BH1 nereguliarumus – tai buvo ženklas, kad šalia yra kažkas masyvaus, nematomo ir veikia žvaigždę savo gravitacija.

„Gaia“ erdvėlaivio matavimai parodė, kad juodoji skylė ir gali būti tas „traukos objektas“, tačiau mokslininkams reikėjo papildomų tyrimų, kad tai patvirtintų. Šią žvaigždę astronomai papildomai ištyrė antžeminiais kosmoso stebėjimo instrumentais – Gemini North ir Keck 1 teleskopais Havajuose, taip pat Magellan Clay ir MPG/ESO teleskopais Čilėje.

Šie tyrimai kartu su „Gaia“ surinktais duomenimis leido mokslininkų komandai itin detaliai ištirti dvinarę žvaigždės ir juodosios skylės sistemą. Paaiškėjo, kad nematomas objektas yra 10 Saulių masės ir apskrieja sistemos orbitos centrą kas maždaug 186 Žemės dienas. Papildomi tyrimai patvirtino – tai turi būti juodoji skylė.

„Tolesni Gemini teleskopo tyrimai neabejotinai patvirtino, kad sistemoje yra viena normali žvaigždė ir mažiausiai viena neaktyvi juodoji skylė“, – teigiama mokslininkų pranešime. Jei tas nematomas objektas sistemoje Gaia BH1 būtų žvaigždė, tuomet ji būtų gerokai ryškesnė už savo kompanjonę ir, žinoma, lengvai pastebima. Tačiau nei vienas tyrimas neparodė nė kristelio tikimybės, kad tai galėtų būti dar viena žvaigždė sistemoje.

Ši dvinarė sistema, beje, yra sąlyginai arti mūsų Žemės ir visos Saulės sistemos – vos 1560 šviesmečių nuo mūsų, įsikūrusių galaktikos pakraštyje. Palyginimui, visas Paukčių Tako galaktikos skersmuo – maždaug 100 000 šviesmečių.

Astrofizikai aiškina, kad Gaia BH1 masė parodo, jog žvaigždė, buvusi vietoje juodosios skylės ir davusi jai pradžią, turėjo būti milžiniška – mažiausiai 20 Saulių masės. Tokios milžinės gyvena vos kelis milijonus metų ir prieš išnykdamos smarkiai išsipučia.

Vis dėlto mokslininkams dar liko daugybė neatsakytų klausimų. Pavyzdžiui, šitaip išsipūtusi žvaigždė prieš sprogdama ir pavirsdama į juodąją skylę turėjo sunaikinti palydovę arba likusi žvaigždė turėjo atsidurti gerokai artimesnėje šios dvinarės sistemos obitoje nei kad yra dabar.

„Įdomu, kad ši sistema nėra lengvai pritaikoma standartiniams dvinarių žvaigždžių evoliucijos modeliams. Ir tai kelia daug klausimų apie tai, kaip susiformavo ši dvinarė sistema ir kiek dar tokių miegančių juodųjų skylių yra“, – reziumavo K. El-Badry.

Tyrimas publikuotas moksliniame žurnale Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Šaltiniai:

• https://academic.oup.com/mnras/advance-article-abstract/doi/10.1093/mnras/stac3140/6794289?redirectedFrom=fulltext&login=false
• https://www.space.com/closest-black-hole-to-earth-gaia-mission
• https://www.nytimes.com/2022/11/05/science/astronomy-black-hole.html

Komentarai ()