Omega Centauri se skládá z 10 milionů gravitačně vázaných hvězd. Ačkoli astronomická komunita již dříve pomocí Hubbleova teleskopu našla důkazy o tom, že se v jejím středu skrývá černá díra střední hmotnosti, modely naznačují, že by tato hvězdokupa měla obsahovat asi 10 000 menších černých děr o hmotnosti hvězdy. Tato pozoruhodná populace černých děr se v předchozích studiích, které používaly metodu radiální rychlosti [1] nebo hledaly rádiové a rentgenové záření z materiálu dopadajícího na černé díry, vyhnula detekci.

Nový objev využívá odlišný přístup, známý jako astrometrie [2], k měření velmi malých pohybů hvězd v čase. Prozkoumáním více než 20 let archivních dat z Hubbleova teleskopu a využitím nedávných dat z teleskopu Webb pro další zpřesnění astrometrických měření tým lokalizoval hvězdu obíhající kolem neviditelného objektu tak masivního, že se musí jednat o černou díru. Hvězda, nazvaná oMEGACat BH-2, je první detekovanou černou dírou o hvězdné hmotnosti v hvězdokupě Omega Centauri a má některé překvapivé vlastnosti. oMEGACat BH-2 má nižší než očekávanou hmotnost a spolu se svým viditelným hvězdným společníkem má duo černých děr a hvězd nejdelší oběžnou dobu ze všech dosud známých binárních systémů černých děr.

Zjištění týmu byla publikována v časopise The Astrophysical Journal Letters.

Zjištění týmu upřesňují dřívější studii jiné skupiny vědců, která naznačovala, že tento binární systém obsahuje neutronovou hvězdu. Rozšířením analyzovaných dat z Hubbleova teleskopu tak, aby zahrnovala astrometrická měření z let 2002 až 2023, a zapojením dat z blízké infračervené oblasti spektra z teleskopu Webb pro zvýšení přesnosti, byl tým vedený Univerzitou v Utahu schopen lépe omezit hmotnost temného společníka viditelné hvězdy a vyloučit tak možnost neutronové hvězdy.

Omega Centauri

"I když jsme již věděli, že hvězda má hmotnost 0,78 Slunce, nyní můžeme vypočítat hmotnost černé díry, která je 4,46 Slunce, a proto je příliš těžká na to, aby se jednalo o neutronovou hvězdu. Její hmotnost je však ve skutečnosti mnohem nižší, než by se dalo očekávat v prostředí chudém na kovy, jako je Omega Centauri. To je překvapivé a vzrušující," řekl Anil Seth z University of Utah, spoluautor studie. "Nyní víme, že hvězda chudá na kovy by měla být schopna vytvořit takovou černou díru, a musíme zjistit, jak k tomu dochází. Tato detekce poskytuje určitá data těm, kteří se tímto druhem modelování zabývají."

Na základě přesných dat z Hubbleova dalekohledu a Webbova teleskopu mohl tým zmapovat dráhu hvězdy za více než 20 let, což naštěstí proběhlo během jejího největšího přiblížení k černé díře, kdy se hvězda pohybovala po obloze nejrychleji. Z rozsáhlých dat tým určil, že viditelná hvězda obíhá kolem oMEGACat BH-2 jednou za 94 let, což z ní činí pár s nejdelší známou dobou oběhu.

Jeho dlouhá oběžná doba také poskytuje vodítko k původu tohoto binárního systému. Pravděpodobně se dynamicky formoval, což znamená, že hvězda a její černá díra nezačali společně, ale spíše se našli v této hvězdokupě. Vědci vypočítali, že systém jako oMEGACat BH-2 přežije méně než miliardu let, než bude rozerván setkáními s blízkými hvězdami hvězdokupy, jejíž stáří se odhaduje na přibližně 12 miliard let.

Objev černé díry o hvězdné hmotnosti oMEGACat BH-2 pomocí datové sady Hubble-Webb je pouze začátkem hledání těchto tajemných populací černých děr v kulových hvězdokupách.

"Tento nový objev zdůrazňuje nesmírnou hodnotu archivu Hubbleova vesmírného dalekohledu," řekl Maximilian Häberle, postdoktorand na Evropské jižní observatoři, který vedl redukci dat z Hubbleova a Webbova dalekohledu. "Představuje to druhý průlom z naší astrometrické reanalýzy oMEGACat po potvrzení černé díry střední hmotnosti v Omega Centauri."

Poznámky

[1] Složka rychlosti pohybu objektu, která se od pozorovatele nebo k němu přibližuje. Pozorováním Dopplerových posunů ve spektrálních čarách mohou astronomové odvodit radiální rychlost a určit, jak rychle se objekty od nás nebo k nám pohybují. Měření takových posunů ve světle hvězdy může odhalit přítomnost exoplanet a hnědých trpaslíků obíhajících kolem nich.

[2] Astrometrie měří přesné polohy a pohyby hvězd v čase. Oběžná dráha planety může způsobit, že se hvězda v prostoru kymácí vzhledem k blízkým hvězdám na obloze.

[3] Normální hvězda vzniká ze shluku prachu a plynu v hvězdné porodnici. Během stovek tisíc let shluk nabírá na hmotnosti, začíná rotovat a zahřívá se. Když se jádro shluku zahřeje na miliony stupňů, začíná jaderná fúze. K tomuto procesu dochází, když se dva protony, jádra atomů vodíku, sloučí a vytvoří jedno jádro hélia. Fúze uvolňuje energii, která hvězdu zahřívá a vytváří tlak, který tlačí proti síle její gravitace. Zrodí se hvězda. Vědci hvězdu, která ve svém jádru fúzuje vodík s héliem, nazývají hvězdou hlavní posloupnosti. Hvězdy hlavní posloupnosti tvoří přibližně 90 % hvězdné populace vesmíru. Liší se svítivostí, barvou a velikostí - od desetiny do dvousetnásobku hmotnosti Slunce - a žijí miliony až miliardy let.

Chaty Pokud přemýšlíte, kde se na svých cestách ubytovat a chcete mít pro sebe, pro rodinu nebo své přátele dostatek soukromí, pak pro vás máme možnost pronájmů chat a chalup přímo od majitele. Na další stránce si vyberte preferovanou oblast a nebo konkrétní objekt, který vás zajímá.