HST odhalil skrytou černou díru v kulové hvězdokupě Omega Centauri

Mezinárodní tým astronomů použil více než 500 snímků z Hubbleova vesmírného teleskopu HST – pokrývajících dvě desetiletí pozorování – k detekci sedmi rychle se pohybujících hvězd v nejvnitřnější oblasti kulové hvězdokupy Omega Centauri, největší a nejjasnější známé kulové hvězdokupy. Tyto hvězdy poskytují nové přesvědčivé důkazy o přítomnosti gravitační síly způsobené středně hmotnou černou dírou (intermediate-mass black hole – IMBH), která je ovlivňuje. K dnešnímu dni bylo nalezeno pouze několik dalších kandidátů na IMBH.

Černá díra v kulové hvězdokupě Omega Centauri je podle odhadu 8 200krát hmotnější než Slunce. Pokud se to potvrdí, je blíže k Zemi než černá díra o hmotnosti 4,3 milionu slunečních hmotností ve středu Mléčné dráhy. Tato černá díra je od nás vzdálená 26 000 světelných let, zatímco Omega Centauri jen 17 700 světelných let.

Hubbleův vesmírný dalekohled našel silné důkazy o středně hmotné černé díře v Omega Centauri. Většina známých černých děr je buď extrémně masivní, tzv. supermasivní černé díry, které leží v jádrech velkých galaxií, nebo relativně lehké, s hmotností menší než 100 hmotností Slunce – černé díry hvězdného typu. Černé díry střední hmotnosti (IMBH) jsou však vzácné a jsou považovány za „chybějící články“ ve vývoji černých děr.

Omega Centauri se skládá ze zhruba 10 milionů hvězd, které jsou spolu gravitačně svázány. Hvězdokupa je asi 10krát hmotnější než jiné velké kulové hvězdokupy – téměř tak hmotná jako malá galaxie.

Existuje mnoho otázek, na které chtějí astronomové odpovědět: Existují nějaké IMBH, a pokud ano, jak časté jsou? Roste supermasivní černá díra z IMBH? Jak se tvoří samotné IMBH? Jsou husté hvězdokupy jejich oblíbeným domovem?

Astronomové vytvořili obrovský katalog pohybů hvězd ve hvězdokupě Omega Centauri a změřili rychlosti pro 1,4 milionu hvězd posbíraných ze snímků hvězdokupy z HST. Většina těchto pozorování byla určena spíše ke kalibraci Hubbleových přístrojů než k vědeckému použití, ale ukázalo se, že jsou ideální databází pro výzkumné úsilí týmu.

„Objevili jsme sedm hvězd, které by tam neměly být,“ vysvětlil Maximilian Häberle z Institutu Maxe Plancka pro astronomii v Německu, který vedl tento výzkum. „Pohybují se tak rychle, že by unikly z hvězdokupy a už by se nikdy nevrátily.“ Nejpravděpodobnějším vysvětlením je, že tyto hvězdy gravitačně ovlivňuje velmi hmotný objekt a drží je blízko středu. Jediný objekt, který může být tak hmotný, je černá díra s hmotností nejméně 8 200krát větší než Slunce.

„Tento objev je zatím nejpřímějším důkazem IMBH v Omega Centauri,“ dodala vedoucí týmu Nadine Neumayerová z Institutu Maxe Plancka pro astronomii, která studii spolu s Anil Sethem z University of Utah, Salt Lake, iniciovala. „Je to vzrušující, protože existuje jen velmi málo dalších známých černých děr s podobnou hmotností. Černá díra v Omega Centauri může být nejlepším příkladem IMBH v našem kosmickém sousedství.“

Omega Centauri je viditelná ze Země pouhým okem a je jedním z oblíbených nebeských objektů pro astronomy žijící na jižní polokouli. Hvězdokupa se nachází těsně nad rovinou Mléčné dráhy a při pohledu z temné venkovské oblasti se jeví téměř stejně velká jako Měsíc v úplňku. Poprvé byla uvedena v Ptolemaiově katalogu před téměř 2 000 lety jako hvězda. Edmond Halley ji ohlásil jako mlhovinu v roce 1677. Ve 30. letech 19. století ji anglický astronom John Herschel jako první rozpoznal jako kulovou hvězdokupu.

Objevná práce byla zveřejněna online 10. července 2024 v časopise Nature.

Obrázky – credit: ESA/Hubble, NASA, Maximilian Häberle (MPIA)

Zdroj: https://scitechdaily.com/missing-link-uncovered-hubble-unveils-hidden-black-hole-in-omega-centauri/ a https://www.mpia.de/news/science/2024-10-omega-cen-imbh

autor: František Martinek