W ten sposób amerykańscy astronomowie pomogli odkryć galaktykę „na poziomie Wielkiej Stopy”

MIASTO SALT LAKE — W galaktyce o średnicy kilku lat świetlnych i mającej ponad 13 miliardów lat jest oczywiste, że najważniejsze odkrycia astronomiczne zdarzają się nielicznie i nie ma to żadnego sensu.

Omega Centauri, globalny zbiór milionów gwiazd, leży w Drodze Mlecznej – tak gęstej w centrum, że rozróżnienie poszczególnych gwiazd staje się niemożliwe – i można ją zobaczyć jedynie jako maleńką kropkę na nocnym niebie z południowych szerokości geograficznych.

Ale w tej gromadzie kryje się coś, czego astronomowie poszukiwali i nad czym debatowali przez prawie dekadę, co ujawniło nowe badanie prowadzone przez naukowców z Uniwersytetu Utah i Instytutu Astronomii McPlanck: Omega Centauri jest domem centralnej czarnej dziury.

„To odkrycie zdarza się raz w karierze. Byłem tym podekscytowany przez dziewięć miesięcy z rzędu. Za każdym razem, gdy o tym myślę, mam problemy ze snem” – powiedział Anil Seth, profesor nadzwyczajny astronomii na Uniwersytecie im. Utah i współkierownik badania.

„Na poziomie Wielkiej Stopy”.

the BądźBadanie opublikowane w środę w czasopiśmie Nature wykazało, że czarne dziury mają różne zakresy mas.

Do powszechnych czarnych dziur zaliczają się czarne dziury gwiazdowe o masach od jednej masy Słońca do kilkudziesięciu mas Słońca oraz supermasywne czarne dziury o masach sięgających miliardów mas Słońca.

Do najtrudniejszych rzeczy, których nie można jeszcze wykryć z całą pewnością, należą odkryte przez zespół badawczy czarne dziury o masie pośredniej.

„Te czarne dziury o masach pośrednich przypominają trochę czarne dziury występujące w konstelacji Wielkiej Stopy” – powiedział Matthew Whittaker, student studiów licencjackich na Uniwersytecie Utah i współautor badania. „Odkrycie ich jest jak znalezienie pierwszej dowód czarnej dziury – ludzie będą przerażeni.”

„Igła w stogu siana”

Według artykułu Omega Centauri wydaje się być jądrem małej, oddzielnej galaktyki, której ewolucja została zatrzymana, gdy została połknięta przez Drogę Mleczną. Obecny stan ewolucji galaktyk sugeruje, że te pierwsze galaktyki powinny zawierać centralne czarne dziury średniej wielkości, które z biegiem czasu rosły.

Ale jak zacząć szukać takiego?

Seth i Nadine Neumeyer, liderzy grupy w Instytucie Maxa Plancka i główny badacz badania, po raz pierwszy rozpoczęli badania nad tym, jak lepiej zrozumieć historię powstawania Omega Centauri w 2019 roku.

Zdali sobie sprawę, że gdyby udało im się znaleźć szybko poruszające się gwiazdy wokół jej centrum, w końcu byliby w stanie rozstrzygnąć pytania dotyczące centralnej czarnej dziury w gromadzie poprzez pomiar masy czarnej dziury.

Poszukiwania gwiazd wpadły w ręce Maximiliana Haberla, doktoranta w Instytucie Maxa Plancka. Haberl kierował rozwojem ogromnego katalogu ruchów gwiazd w gromadzie Omega Centauri, mierząc prędkości 1,4 miliona gwiazd, badając ponad 500 zdjęć gromady z Hubble’a.

Wyzwanie polegało na tym, że większość obrazów, którymi Haberl dysponował, miała na celu kalibrację instrumentów Hubble’a, a nie pomoc w przełomowych odkryciach naukowych.

Jednak dzięki ponad 500 obrazom ten niezamierzony zbiór danych spełnił swój cel.

„Szukanie gwiazd poruszających się z dużą prędkością i dokumentowanie ich ruchu było jak szukanie igły w stogu siana” – powiedział Haberle. Ostatecznie Haberle nie tylko dysponował najpełniejszym jak dotąd katalogiem ruchu gwiazd Omega Centauri, ale także znalazł siedem igieł w swoim archiwalnym stogu siana – siedem szybko poruszających się gwiazd w małym obszarze w centrum Omega Centauri.

Odkrycie

Ale praca nie zakończyła się wraz z odkryciem tych siedmiu gwiazd. Dzięki obecności siedmiu gwiazd, każda o innej prędkości i kierunku ruchu, badaczom udało się rozdzielić różne efekty i określić obecność gromady centralnej w Omega Centauri o masie co najmniej 8200 słońc.

Co więcej, obrazy nie wskazują żadnych widocznych obiektów w lokalizacji tej masy centralnej, jak można by się spodziewać w przypadku czarnej dziury.

Dalsza analiza przyniosła zespołowi więcej dobrych wiadomości. Jak wyjaśnia artykuł, pojedyncza gwiazda poruszająca się z dużą prędkością na zdjęciu może nie należeć do Omega Centauri. Może to być gwiazda spoza gromady, przypadkowo przechodząca za lub przed centrum Omega Centauri. Z drugiej strony obserwacje siedmiu takich gwiazd nie mogą być przypadkowe i nie pozostawiać miejsca na wyjaśnienia inne niż obecność czarnej dziury.

Zmarł.

Pójść naprzód

Zespół planuje teraz wykorzystać swoje ogromne odkrycia i dokładniej zbadać rdzeń Omega Centauri. Seth kieruje projektem, który został zatwierdzony do wykorzystania Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba do pomiaru ruchu szybkich gwiazd w kierunku Ziemi lub od niej.

tak jak Narzędzia przyszłości Zapytaj, może Znajdź gwiazdy Celem jest określenie, z większą precyzją niż Hubble, jak gwiazdy przyspieszają i jak wyginają się ich orbity — choć projekt ten pozostanie w rękach przyszłych pokoleń badaczy.

Jednak to odkrycie wzmacnia argumenty za Omega Centauri jako rdzeniem obszaru niegdyś galaktyki, która została pochłonięta przez Drogę Mleczną miliardy lat temu.

Osobom zainteresowanym bezpośrednimi kontaktami z badaczami Seth zaprezentuje ustalenia zespołu 8 sierpnia o godzinie 19:00 w Clarke Planetarium IMAX Theatre w Salt Lake City. Tymczasem można znaleźć pełne badanie Połączony.

„Myślę, że nadzwyczajne zarzuty wymagają nadzwyczajnych dowodów. To naprawdę niezwykły dowód” – powiedział Seth.