Najbliższa średniej wielkości czarna dziura może być zamiast tego hordą lekkich

Wbrew poprzednim doniesieniom, nie ma dowodów na istnienie czarnej dziury o średniej masie w Omega Centauri, najmasywniejszej i najjaśniejszej gromadzie kulistej Drogi Mlecznej, jak wynika z nowego badania. Zamiast tego, rój znacznie mniejszych czarnych dziur nurkujących w ciasno upakowanym centrum gromady gwiazd i wychodzących z niego może wyjaśnić ruch i rozmieszczenie jej wielu starych gwiazd.

„To, co odkryliśmy w naszej analizie, to to, że dane sprzyjają rozszerzonemu składnikowi [czarnych dziur o masie gwiazdowej] w przeciwieństwie do czarnej dziury o średniej masie” — mówi Andrés Bañares-Hernández, astronom z Instituto de Astrofísica de Canarias w La Laguna w Hiszpanii. Około 10 000 do 20 000 czarnych dziur o masie gwiazdowej — łącznie od 200 000 do 300 000 razy większej od masy Słońca — rozproszonych wokół centrum gromady gwiazd może wyjaśnić obserwacje, mówi.

Science News zbiera pytania czytelników o to, jak radzić sobie ze zmieniającym się klimatem naszej planety.

Co chcesz wiedzieć o ekstremalnym upale i jak może on prowadzić do ekstremalnych zjawisk pogodowych?

Badanie nie wyklucza całkowicie istnienia czarnej dziury o średniej masie, ale jeśli taka istnieje, jest ona znacznie mniejsza niż wcześniej sugerowano. W gromadzie gwiazd nie ma czarnej dziury o masie większej niż 6000 mas Słońca, podsumowuje jego zespół w pracy przesłanej 1 sierpnia do arXiv.org.

Z kolei inny zespół badawczy stwierdził, że siedem gwiazd w pobliżu centrum tej gromady porusza się tak szybko, że muszą wirować wokół czarnej dziury o masie od 8200 do 50 000 mas Słońca (SN: 7/10/24). Astronomowie od dawna poszukują tych czarnych dziur o średniej masie, ponieważ jeśli te nieuchwytne obiekty naprawdę istnieją, mogą pomóc wyjaśnić ewolucję czarnych dziur.

W nowej pracy Bañares-Hernández i jego współpracownicy badali ruchy nie tylko zwykłych gwiazd w Omega Centauri, ale także pięciu milisekundowych pulsarów. Obracając się z prędkością ponad stu razy na sekundę, milisekundowy pulsar emituje w naszą stronę impuls radiowy za każdym razem, gdy gwiazda się obraca (SN: 7/22/22). Jeśli pulsar porusza się w kierunku Ziemi, każdy impuls potrzebuje mniej czasu, aby do nas dotrzeć. Dokładne określenie czasu tych impulsów ujawnia zatem dokładną prędkość i przyspieszenie pulsara w kierunku Ziemi lub od niej, co pomogło astronomom określić, jak masa jest rozłożona w całej gromadzie gwiazd.

„To prawdopodobnie jedna z najlepszych metod, ponieważ milisekundowe pulsary są bardzo stabilne i dają bardzo wyraźny sygnał tego, co się dzieje” — mówi Simon Portegies Zwart, astronom z Obserwatorium w Lejdzie w Holandii, który nie był członkiem żadnego z zespołów badawczych.

Astronom, który kierował tymi badaniami, odmówił komentarza na temat nowej pracy, dopóki nie zostanie ona zaakceptowana do publikacji, ale podtrzymuje swój pierwotny wniosek. „Uważamy, że najlepszym wyjaśnieniem dla tych bardzo szybko poruszających się gwiazd, które są tak blisko centrum Omega Centauri, jest to, że są związane przez czarną dziurę o masie pośredniej” — mówi Maximilian Häberle z Instytutu Astronomii Maxa Plancka w Heidelbergu w Niemczech.

Astronomowie niezwiązani z żadnym z zespołów badawczych są podzieleni w swoim werdykcie. „Nie sądzę, aby istniały jakiekolwiek solidne dowody na istnienie czarnej dziury o masie pośredniej” — mówi Gerry Gilmore, astronom z University of Cambridge. „W nowym badaniu wykonali znacznie lepszą robotę niż ktokolwiek wcześniej, uwzględniając typy [słabych] populacji gwiazd, o których wiemy na pewno, że są bardzo, bardzo powszechne” w centrach gromad kulistych: gwiazd neutronowych i czarnych dziur o masie gwiazdowej.

Z drugiej strony, astronom Daryl Haggard z McGill University w Montrealu uważa dowody na istnienie czarnej dziury o średniej masie za „całkiem przekonujące. Bardzo, bardzo, bardzo trudno jest stworzyć model, który umieści te szybko poruszające się gwiazdy w centrum Omega Centauri i nie będzie ich prowadzić czarna dziura o średniej masie”.

Jak rozwiązać tę kontrowersję? „Znajdź mi orbitę”, mówi Portegies Zwart, który stwierdza, że ​​jest „trochę sceptyczny” co do istnienia czarnej dziury o średniej masie. Gwiazda krążąca wokół czegoś niewidzialnego, co waży tysiące mas Słońca, byłaby niezbitym dowodem, mówi. Podobnie jak blask gazu spadającego do czarnej dziury, mówi Haggard.

Pytania lub komentarze dotyczące tego artykułu? Napisz do nas na adres [email protected] | Często zadawane pytania dotyczące przedruków

A. Bañares-Hernández i in. Nowe ograniczenia zawartości masy centralnej Omega Centauri na podstawie połączonej kinematyki gwiazd i czasu pulsara. arXiv:2408.00939. Wysłano 1 sierpnia 2024 r.

Ken Croswell ma doktorat z astronomii z Uniwersytetu Harvarda i jest autorem ośmiu książek, w tym The Alchemy of the Heavens: Searching for Meaning in the Milky Way i The Lives of Stars.

Jesteśmy w krytycznym momencie, a wspieranie dziennikarstwa klimatycznego jest ważniejsze niż kiedykolwiek. Science News i nasza organizacja macierzysta, Society for Science, potrzebują Twojej pomocy, aby wzmocnić wiedzę ekologiczną i zapewnić, że nasza odpowiedź na zmianę klimatu będzie oparta na nauce.

Zapisz się na Science News i dołóż 16 USD, aby poszerzyć wiedzę naukową i zrozumienie.