Nowo odkryta czarna olbrzymia jest nie tylko najbardziej czarną dziurą o masie gwiazd, jaką kiedykolwiek wykryto. Za pomocą bardzo dużego teleskopu ESO astronomowie popatrzyli sześć milionów lat świetlnych od Ziemi do galaktyki spiralnej o nazwie NGC 300 i znaleźli czarną dziurę o masie ponad piętnastokrotnie większej niż Słońce. To sprawia, że jest to druga najbardziej masywna czarna dziura o masie gwiazdowej, jaką kiedykolwiek znaleziono. Ale wkrótce może stać się większy. Czarna dziura wydaje się mieć pobliskiego partnera, masywną gwiazdę Wilka-Rayeta, która prawdopodobnie sama stanie się czarną dziurą, a dwie czarne dziury mogą się połączyć w jeszcze bardziej masywny obiekt.
W 2007 r. Źródło promieniowania rentgenowskiego w NGC 300 zostało odkryte za pomocą obserwatorium rentgenowskiego XMM-Newton i obserwatorium Swift. „Nagrywaliśmy okresowe, wyjątkowo intensywne promieniowanie rentgenowskie, wskazówkę, że w okolicy czai się czarna dziura”, powiedziała członek zespołu Stefania Carpano z ESA.
Kolejne obserwacje za pomocą instrumentu FORS2 VLT (wizualny reduktor FOcal i bliski UV oraz spektrograf o niskiej dyspersji) potwierdziły ich przeczucie, ale pokazały również, że czarna dziura i gwiazda Wolfa-Rayeta krążyły wokół siebie co 32 godziny. Astronomowie odkryli również, że czarna dziura usuwa materię z gwiazdy, gdy krążą wokół siebie.
„To rzeczywiście bardzo„ intymna ”para” - powiedział współpracownik Robin Barnard. „To, jak powstał tak ściśle związany system, wciąż pozostaje tajemnicą”.
Czarne dziury o masie gwiazdowej są niezwykle gęstymi, końcowymi pozostałościami zapadnięcia się bardzo masywnych gwiazd. Te czarne dziury mają masy do około dwudziestokrotności masy Słońca, w przeciwieństwie do supermasywnych czarnych dziur, znajdujących się w centrum większości galaktyk, które mogą ważyć milion do miliarda razy więcej niż Słońce. Jak dotąd znaleziono około 20 czarnych dziur o masie gwiazdowej.
Poprzednio widziałem tylko jeden inny tego typu układ, ale inne układy zawierające czarną dziurę i gwiazdę towarzyszącą nie są nieznane astronomom. W oparciu o te systemy astronomowie dostrzegają związek między masą czarnej dziury a chemią galaktyczną.
„Zauważyliśmy, że najbardziej masywne czarne dziury występują zwykle w mniejszych galaktykach zawierających mniej„ ciężkich ”pierwiastków chemicznych”, powiedział Crowther. „Większe galaktyki bogatsze w ciężkie pierwiastki, takie jak Droga Mleczna, z powodzeniem wytwarzają czarne dziury o mniejszych masach”.
Astronomowie uważają, że wyższe stężenie ciężkich pierwiastków chemicznych wpływa na ewolucję masywnej gwiazdy, zwiększając ilość materii, którą zrzuca, co powoduje powstanie mniejszej czarnej dziury, gdy resztka ostatecznie się zapadnie.
Za niecały milion lat nadejdzie kolej Wolfa-Rayeta, aby przejść do supernowej i stać się czarną dziurą. „Jeśli system przetrwa drugą eksplozję, dwie czarne dziury połączą się, emitując duże ilości energii w postaci fal grawitacyjnych podczas ich łączenia” - powiedział Crowther.
Ale tak się nie stanie przez kilka miliardów lat. „Nasze badanie pokazuje jednak, że takie systemy mogą istnieć, a te, które już ewoluowały w podwójną czarną dziurę, mogą zostać wykryte przez sondy fal grawitacyjnych, takie jak LIGO lub Panna.”
Papier: NGC 300 1-X to plik binarny Wolfa-Rayeta / Black Hole
Źródło: ESO
