Podľa nových nálezov sa vo vesmíre môže skrývať úplne nová trieda čiernych dier, ktoré môžu byť omnoho úhľadnejšie ako tie, ktoré vedci predtým našli.
Čierne diery sú obrovské nebeské objekty, ktoré pohlcujú všetko, čo je príliš blízko; ani svetlo nemôže uniknúť z intenzívneho gravitačného uchopenia čiernej diery. Hľadanie malých a veľkých čiernych dier, ako sú tie supermasívne, ktoré sa nachádzajú v strede väčšiny galaxií, vrátane tých našich, pomáha vedcom spájať to, ako vesmír funguje, a vytvára príbeh o živote a smrti hviezd.
Je to preto, že čierne diery sú mŕtvoly toho, čo bývalo masívne hviezdy, ktoré prešli explozívnym zánikom a nakoniec sa zhroutili na seba. Výbušná smrť a následný kolaps hviezd môžu tvoriť dva rôzne objekty. Ak je pôvodná hviezda dostatočne masívna, táto explózia prinesie čiernu dieru, ale ak to tak nie je, bude mŕtvola namiesto toho tvoriť malý, hustý objekt známy ako neutrónová hviezda.
Astronómovia zvyčajne hľadajú tieto čierne diery v našej vlastnej galaxii meraním röntgenových lúčov, ktoré sú emitované, keď čierne diery odplavia materiál z blízkych hviezd. Na druhej strane výskumníci vo vzdialených galaxiách hľadajú gravitačné vlny, ktoré vznikajú zlúčením dvoch čiernych dier alebo zrážkou neutrónových hviezd.
Skupina vedcov sa však pýtala, či môžu existovať čierne diery s nízkou hmotnosťou, ktoré nevyžarujú kontrolné röntgenové signály iných čiernych dier. Takéto hypotetické čierne diery by pravdepodobne existovali v binárnom systéme s inou hviezdou, hoci by obiehali dostatočne ďaleko od tejto hviezdy, aby príliš veľa nejedli od svojho hviezdneho spoločníka; vedci sa domnievali, že tieto malé čierne diery nevydajú detekovateľné röntgenové lúče, a tak zostanú neviditeľné pre astronómov, povedal Todd Thompson, profesor astronómie na Štátnej univerzite v Ohiu a hlavný autor štúdie, ktorá stanovuje nové zistenia.
„Sme si celkom istí, že v binárnych systémoch musí byť veľa, veľa z týchto čiernych dier s hviezdami v galaxiách, len preto, že sme ich nenašli, pretože je ťažké ich nájsť,“ povedal Thompson pre Live Science. Ale „je vždy zaujímavé snažiť sa nájsť veci, ktoré nemožno vidieť.“
Thompson a jeho kolegovia hľadali dôkazy o týchto čiernych dierach v hviezdnych spoločníkoch navrhovaných objektov. Vedci vyčíslili údaje z experimentu Apogee Observatory Observatory Galactic Evolution Experiment (APOGEE), ktorý mal informácie o svetelnom spektre - rôznych vlnových dĺžkach energie produkovanej objektom - z viac ako 100 000 hviezd v našej galaxii.
Informácie z tohto prieskumu odhalili meniace sa spektrá alebo vlnové dĺžky svetla od každej z týchto hviezd. Keby si vedci všimli nejaké zmeny v týchto spektrách - napríklad posun smerom k modrejším vlnovým dĺžkam alebo posun k červenším vlnovým dĺžkam - mohlo by to znamenať, že určitá hviezda obiehala neviditeľného spoločníka. Po vykonaní tejto analýzy sa vedci pozreli na zmeny jasu podskupiny hviezd, ktoré by mohli obiehať okolo čiernych dier, pomocou údajov z iného prieskumu nazvaného All-Sky Automated Surge for Supernovae (ASAS-SN). Hľadali hviezdy, ktoré sa rozjasňovali a stmievali, zatiaľ čo červené a modré.
Vedci tak objavili obrovský temný objekt zamknutý v gravitačnom objatí s rýchlo sa otáčajúcou obrovskou hviezdou vzdialenou asi 10 000 svetelných rokov na ďaleký dosah našej galaxie, blízko súhvezdia Auriga. Vedci odhadli, že hmotnosť tohto objektu je približne 3,3-krát väčšia ako naša Slnko, príliš masívna na to, aby bola neutrónovou hviezdou a nie dostatočne masívna v porovnaní so známou čiernou dierou.
Vedci vedeli, že najmasívnejšia neutrónová hviezda je 2,1-krát väčšia ako naše slnko, zatiaľ čo najznámejšia čierna diera, ktorá je známa, je päťkrát až šesťnásobne väčšia ako naša slnko. Avšak dolná hranica novoobjaveného objektu - najnižšia hmota, ktorú by tento objekt mohol byť - je 2,6-krát väčšia ako naša Slnko, čo je podľa astronómov horná hranica toho, ako sa môžu teoreticky dostať masívne neutrónové hviezdy. O nič masívnejšie a neutrónová hviezda by sa zrútila do čiernej diery.
Takže tento temný, tajomný objekt „by mohol byť najmasívnejšou neutrónovou hviezdou, aká sa kedy videla,“ hneď na hranici, po ktorej nemôže existovať, povedal Thompson. „V skutočnosti by som bol ešte viac vzrušený, keby to bola pravda.“ Ale viac ako pravdepodobné je to predpokladaná, ale nikdy predtým neobjavená čierna diera s nízkou hmotnosťou, dodal.
Dejan Stojkovic, kozmológ a profesor fyziky na univerzite v Buffalo College of Arts and Sciences, ktorý sa nezúčastnil výskumu, súhlasil. „Je to pravdepodobne čierna diera“, pretože je príliš veľká na to, aby bola neutrónovou hviezdou, pokiaľ nejde o nejakú nezvyčajnú hviezdu, povedal Stojkovic pre Live Science. „Zistenie znie veľmi rozumne,“ ale nie neočakávané, pretože astronómovia vedia, že existujú čierne diery s nižšou hmotnosťou.
Thompson povedal, že sa teší na budúce objavy, napríklad na informácie o sklone hviezdnej obežnej dráhy okolo temného objektu, ktorý by mohla kozmická loď Európskej vesmírnej agentúry Gaia zhromaždiť v nadchádzajúcej misii. To by mohlo pomôcť výskumníkom presnejšie zmerať hmotnosť tmavého objektu.
Zistenia boli uverejnené včera (31. októbra) v časopise Science.
