Zwyczajna czarna dziura odkryta w odległości 12 milionów lat świetlnych

Zwyczajna czarna dziura odkryta w odległości 12 milionów lat świetlnychOriginal Press Release
Międzynarodowy zespół naukowców odkrył „zwykła” czarną dziurę w oddalonej o 12 milionów lat świetlnych galaktyce Centaurus A.

Jak dotąd odszukanie zwykłych czarnych dziur w innych galaktykach było niezwykle trudno, mimo, że wiedzieliśmy, że istnieją. Aby uzyskać potwierdzenie (lub zaprzeczyć im) naszych teorii ewolucji gwiazd musimy szukać tych obiektów, mimo trudności w ich wykrywaniu gdy są odległe. Jeśli okazałoby się, że czarne dziury są albo znacznie rzadsze lub znacznie popularniejsze w innych galaktykach niż w naszej stanowiłoby to wyzwanie dla niektórych z podstawowych idei, które leżą u podstaw współczesnej astronomii

Mark Burke
Birmingham University

Choć czarne dziury zdają się obiektami niezwykle egzotycznymi, gdy myślimy o nich poprzez pryzmat najbliższego otoczenia, są to obiekty pospolite we Wszechświecie. Czarne dziury o najniższych masach – tzw „gwiazdowe” – powstają w trakcie śmierci bardzo masywnych gwiazd. Gwiazdy te wyrzucają większość materii, z której były zbudowane, w przestrzeń kosmiczną w potężnym wybuchu supernowej, po którym pozostaje zwarte jądro zapadające się w czarną dziurę. Naukowcy sądzą, że w każdej galaktyce znajdują się miliony takich mało  masywnych czarnych dziur. Pomimo że tak powszechne, obiekty te są trudne do wykrycia, ponieważ nie emitują światła, i zazwyczaj dostrzegane są pośrednio, poprzez to, jak oddziałują na swoje otoczenie – na przykład poprzez emisję rentgenowską rozgrzanego do ogromnych temperatur gazu, który przepływa na nie z sąsiadujących z nimi gwiazd. Dlatego też zdecydowana większość czarnych dziur pozostaje niewykryta.

W ostatnich latach naukowcy poczynili postępy w odnajdywaniu zwykłych czarnych dziur w układach podwójnych, poszukując charakterystycznych emisji rentgenowskich powstającej podczas przepływu materii z gwiazd im towarzyszących. Jednaka do tej pory obiekty te leżały stosunkowo blisko, albo w obrębie Drogi Mlecznej albo w pobliskich galaktykach należących do Grupy Lokalne (niewielkiej gromady galaktyk sąsiadujących z Drogą Mleczną, wśród których znajduje się także Galaktyka Andromedy).

Mark Burke pracuje z astronomem Uniwersytetu Birmingham dr. Somakiem Raychaudhurym i jest częścią międzynarodowego zespołu kierowanego przez Ralpha Krafta z Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA). Zespół wykorzystał kosmiczne obserwatorium rentgenowskie Chandra X-ray Observatory, by wykonać sześć 100000-sekundowych ekspozycji Centaurus A. Na zdjęciach tych wykryli obiekt o 50,000 razy potężniejszej od słonecznej jasności w paśmie rentgenowskim. Miesiąc później, jego jasność zmalała ponad 10-krotnie, a następnie  ponad 100-krotnie, poza zakres czułości Chandry.

Takie zachowanie jest charakterystyczne dla gwiazdowej czarnej dziury w układzie podwójnym podczas końcowej fazie rozbłysku i jest typowe dla podobnych czarnych dziur znanych w Drodze Mlecznej. To oznacza, że zespół dokonał pierwszego wykrycia normalnej, gwiazdowej czarnej dziury tak daleko, otwierając możliwość scharakteryzowania populacji czarnych dziur w innych galaktykach.

Grupa planuje przyjrzeć się ponad 50 innym jasnym źródło promieniowania rentgenowskiego, które znajdują się w Centaurus A, i podjąć próbę określenia czy są to czarne dziury czy inne egzotyczne obiekty. W planach jest także zbadanie kolejnych 50-ciu jeszcze ciemniejszych źródeł.

Źródła:

‘Ordinary’ black hole discovered 12 million light years away

An international team of scientists have discovered an ‘ordinary’ black hole in the 12 million light year-distant galaxy Centaurus A. This is the first time that a normal-size black hole has been detected away from the immediate vicinity of our own Galaxy. PhD student Mark Burke will present the discovery at the National Astronomy Meeting in Manchester.

Although exotic by everyday standards, black holes are everywhere. The lowest-mass black holes are formed when very massive stars reach the end of their lives, ejecting most of their material into space in a supernova explosion and leaving behind a compact core that collapses into a black hole. There are thought to be millions of these low-mass black holes distributed throughout every galaxy. Despite their ubiquity, they can be hard to detect as they do not emit light so are normally seen through their action on the objects around them, for example by dragging in material that then heats up in the process and emits X-rays. But despite this, the overwhelming majority of black holes have remained undetected.

In recent years, researchers have made some progress in finding ordinary black holes in binary systems, by looking for the X-ray emission produced when they suck in material from their companion stars. So far these objects have been relatively close by, either in our own Milky Way Galaxy or in nearby galaxies in the so-called Local Group (a cluster of galaxies relatively near the Milky Way that includes Andromeda).

Mr Burke works under the supervision of Birmingham University astronomer Dr Somak Raychaudhury and is part of an international team led by Ralph Kraft of the Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics. The team used the orbiting Chandra X-ray observatory to make six 100,000-second long exposures of Centaurus A, detecting an object with 50,000 times the X-ray brightness of our Sun. A month later, it had dimmed by more than a factor of 10 and then later by a factor of more than 100, so became undetectable.

This behaviour is characteristic of a low mass black hole in a binary system during the final stages of an outburst and is typical of similar black holes in the Milky Way. It implies that the team made the first detection of a normal black hole so far away, for the first time opening up the opportunity to characterise the black hole population of other galaxies.

Mr Burke comments: “So far we’ve struggled to find many ordinary black holes in other galaxies, even though we know they are there. To confirm (or refute) our understanding of the evolution of stars we need to search for these objects, despite the difficulty of detecting them at large distances. If it turns out that black holes are either much rarer or much more common in other galaxies than in our own it would be a big challenge to some of the basic ideas that underpin astronomy.”

The group now plan to look at the more than 50 other bright X-ray sources that reside within Centaurus A, identifying them as black holes or other exotic objects, and gain at least an inkling of the nature of a further 50 less luminous sources.

Written by admin

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *