Пар црних рупа у звезданом јату изненађује научнике

Уметникова концепција црне рупе у глобуларном јату. (Кредит за слику: Бењамин де Биворт; Страдер, ет ал.; НРАО / АУИ / НСФ)

Црне рупе могу изгледати превише монструозно да би им се правило друштво, али изненађујући нови налази указују на то да могу живјети у групама унутар јата звијезда унутар наше галаксије Млијечни пут, кажу истраживачи.

Присуство више црних рупа унутар ових јата могло би драстично променити начин на који се развијају ове главне компоненте галаксија, додали су научници.

'Пре овог рада, у глобуларним гроздовима Млечног пута било је познато нула црних рупа, па би чак и њихово откриће било узбудљиво', рекао је водећи аутор студије Јаи Страдер, астроном са Државног универзитета Мицхиган у Источном Лансингу.

Црне рупе су најгушћи објекти у свемиру, а највећи се налазе у центрима галаксија и садрже милионе до милијарде пута већу масу од Сунца. Црне рупе величине звездане масе рађају се из експлозивне смрти звезда познатих као супернове.

Стотине црних рупа, свака са масом звезде, вероватно се формирају у кугластим јатима, сферним збиркама стотина хиљада звезда које круже око центра галаксије. Међутим, прошла истраживања сугеришу да у овим групама никада неће бити више црних рупа у једном тренутку. Будући да су црне рупе толико масивне, оне падају према средишту кугластих јата, слично ономе како су гушћи материјали доспјели до средишта Земље током његовог формирања. У срцу јата, ове црне рупе би се гравитационо вукле једна према другој и имале тенденцију да избаце све, или можда све осим једног, из јата.

На основу радио емисије, међутим, научници су очигледно открили пар црних рупа унутар великог кугластог јата М22, које се налази око 10.600 светлосних година далеко у сазвежђу Стрелац, у близини избочине Млечног пута. М22 је једно од најсјајнијих кугластих јата на ноћном небу и садржи скоро милион звезда. [Најчудније црне рупе у универзуму]

Изненађујуће откриће

'Супротно нашим досадашњим мислима, глобуларна јата би могла бити једно од најбољих места за тражење црних рупа, а не једно од најгорих', рекао је Страдер за СПАЦЕ.цом.

А М22 би могао имати још више црних рупа, ако постоје без ужарених акреционих дискова које су астрономи навикли да откривају, додао је Страдер. 'Процењујемо да у грозду може постојати популација од пет до 100 црних рупа', рекао је он.

Истраживачи су открили две црне рупе, назване М22-ВЛА1 и М22-ВЛА2, засноване на радио емисијама које је снимио Карл Г. Јански Вери Ларге Арраи Радио-телескопи у Новом Мексику. Ове црне рупе су оба бинарна система, од којих сваки поседује звезду -пратиљу из које чупа материју. Овај украдени гас и прашина скупљају се око сваке црне рупе у ужареном акреционом диску, слично као што се вода ковитла низ одвод. Емисије са ових дискова су оно што астрономи виде - иначе су црне рупе, па, црне и углавном скривене на ноћном небу. Осветљеност ових дискова сугерише да су њихове црне рупе 10 до 20 пута масивније од сунца.

'Један од најзанимљивијих аспеката овог рада је да смо пронашли црне рупе путем радио емисије', рекао је Страдер. 'Све остале црне рупе звјездане масе у нашој галаксији откривене су емисијом рендгенских зрака, а не радиом. Претпостављамо да је разлог зашто наши извори нису виђени у претходним претрагама рендгенским снимцима тај што они уопште не сакупљају велику материју, па не производе вреле акреционе дискове који сијају у оптичким и рендгенским зрацима .

'Ако је то тачно, то указује на то да би радио-посматрања могла бити добар начин да се пронађу тише црне рупе звездане масе у нашој галаксији.'

Истраживачи су истраживали М22 у нади да ће пронаћи доказе за ретку врсту црне рупе у центру јата - оно што научници називају црна рупа средње масе , са стотинама хиљада пута већом масом Сунца.

'Нисмо пронашли оно што смо тражили, већ смо нашли нешто веома изненађујуће - две мање црне рупе', рекла је ауторка студије Лаура Цхомиук са Државног универзитета у Мичигену и Националне радио астрономске опсерваторије.

Налази указују на то да је процес избацивања црних рупа из глобуларних јата мање ефикасан него што се мислило, посебно када постоји релативно мало црних рупа које гравитационо избацују своју браћу према споља. На примјер, енергизирањем подручја око њих, црне рупе могу смањити густоћу њиховог окружења, а тиме и брзину којом се међусобно избацују из јата.

„Будуће рачунарске симулације еволуције глобуларних јата са популацијама црних рупа требало би да помогну у решавању овог проблема“, рекао је Страдер.

Он је додао: 'Моје лично мишљење је да је вероватно да и други кластери имају црне рупе које једноставно још нисмо пронашли.'

Суочавање са последицама

Последице вишеструких црних рупа у глобуларном јату могу бити драматичне. Црне рупе могу у основи загрејати своје окружење интеракцијом са оближњим звездама и преношењем енергије на њих. Коегзистенција више црних рупа релативно близу једна другој може значити да се глобуларна јата загревају више него што се мислило, смањујући њихову густину и у основи успоравајући њихову еволуцију - спречавајући кондензацију материје у звезде и планете, рекао је Страдер.

М22-ВЛА1 и М22-ВЛА2 могу наставити мирно коегзистирати. С друге стране, можда ће неко гравитационо повући и на крају избацити другу и њену звезду из грозда. Или ће се можда црне рупе насилно спојити и формирати још већу црну рупу.

„Свака од ових судбина је могућа и зависиће од других детаља, попут тога да ли кластер има друге црне рупе које још нисмо приметили“, рекао је Страдер. 'Вероватно је највероватнији исход да се барем једна од бинарних датотека црне рупе избаци из кластера у неком тренутку у будућности, али могуће је да би обе могле преживети још неколико милијарди година.'

Када је у питању колико би црних рупа могло коегзистирати у глобуларним јатима, Страдер је рекао да је велики број мало вероватан. „Питање је једно од временских размера“, рекао је. 'Чак и у М22, ако сте чекали још неколико милијарди година, могуће је да ће све осим једне или све црне рупе бити избачене.'

Научници сматрају да имају јаке доказе да ови радио сигнали долазе из црних рупа у М22, 'али није херметичан', рекао је Страдер. 'Постоји мала шанса да би ови објекти могли бити веома удаљене позадинске галаксије које су се случајно поравнале са центром овог кугластог јата.'

'Можемо тестирати да ли је то истина мерењем кретања извора на небу', додао је Страдер. „Ако су у јату, требали би се кретати прилично брзо и на начин који је већ мапиран за звезде у јату. Ако су у позадини, изгледа да се уопште неће кретати по небу. Зато смо се пријавили за додатно време телескопа да бисмо тестирали ову идеју, а ако добијемо време, знаћемо за отприлике годину дана да ли се крећу према очекивањима. '

Истраживачи сада такође планирају да траже радио -сигнале из сличних црних рупа у другим глобуларним групама Млечног пута у наредних неколико година. 'Оваква претрага ће нам рећи да ли су црне рупе у глобуларним јатима ретке или честе', рекао је Страдер.

Научници су своје налазе детаљно објавили у издању часописа Натуре од 4. октобра.

Можете пратити СПАЦЕ.цом на Твиттер -у @Спацедотцом . Такође смо на Фејсбук & Гоогле+ .