Skupina astronoma otkrila je brzo kretajuće zvijezde u zvjezdanom skupu Omega Centauri, pružajući čvrste dokaze o postojanju središnje crne rupe u tom skupu. S masom od najmanje 8.200 sunčevih masa, ovo otkriće predstavlja najbolji kandidat za klasu crnih rupa srednje mase, formiranih u ranim fazama evolucije galaksija, za koje astronomi već dugo vjeruju da postoje.
Omega Centauri: Jezgra progutane galaksije
Ovo otkriće dodatno potvrđuje teoriju da je Omega Centauri jezgra galaksije koju je prije nekoliko milijardi godina progutao naš Mliječni put. Lišena vanjskih zvijezda, ta galaktička jezgra ostala je “zamrznuta u vremenu“.
Omega Centauri je spektakularna kolekcija od oko 10 milijuna zvijezda, vidljiva kao mutna mrlja na noćnom nebu s južnih geografskih širina. Kroz mali teleskop, Omega Centauri izgleda poput drugih kuglastih skupova: sferična kolekcija zvijezda, toliko gusta prema centru da je nemoguće razlučiti pojedinačne zvijezde.
Nova studija koju je vodio Maximilian Häberle iz Instituta Max Planck za astronomiju, potvrđuje dugogodišnju sumnju astronoma: Omega Centauri sadrži središnju crnu rupu. Ta crna rupa predstavlja “nedostajuću poveznicu” između zvjezdanih i supermasivnih crnih rupa, jer je zaglavljena u srednjoj fazi evolucije i znatno je manje mase od tipičnih crnih rupa u središtima galaksija.
Rasponi masa crnih rupa
U astronomiji crne rupe dolaze u različitim rasponima masa. Dobro su poznate zvjezdane crne rupe, s masama između jedne i nekoliko desetaka sunčevih masa, kao i supermasivne crne rupe s masama od milijuna ili čak milijardi sunčevih masa. Trenutna teorija evolucije galaksija sugerira da su prve galaksije imale središnje crne rupe srednje veličine, koje su rasle s vremenom kako su galaksije evoluirale, gutajući manje galaksije ili se spajajući s većima.
Crne rupe srednje mase izuzetno je teško pronaći. Galaksije poput našeg Mliječnog puta već su odavno prerasle tu fazu i sada sadrže znatno veće središnje crne rupe. Manje galaksije, poput patuljastih galaksija, općenito su teško promatrati.
Ako je Omega Centauri nekada bila jezgra zasebne galaksije koja se spojila s Mliječnim putem, preostala galaktička jezgra i njezina središnja crna rupa ostale su “zamrznute u vremenu“. Ova crna rupa ostala bi očuvana u svojoj prvotnoj veličini, pružajući uvid u nedostajuću poveznicu između ranih crnih rupa male mase i kasnijih supermasivnih crnih rupa.
Dokazi središnje crne rupe
Kako bi testirali ovu hipotezu, bilo je potrebno stvarno detektirati središnju crnu rupu u Omega Centauri, što dosad nije bilo moguće. Dokazi iz modela kretanja zvijezda u skupu ostavljali su prostor za sumnju. Nadine Neumayer iz Instituta Max Planck za astronomiju i Anil Seth sa Sveučilišta Utah osmislili su istraživački projekt za bolje razumijevanje povijesti formiranja Omega Centauri 2019. godine. Shvatili su da postoji prilika da se jednom zauvijek riješi pitanje središnje crne rupe: identifikacijom brzih zvijezda oko središnje crne rupe u Omega Centauri.
Težak zadatak pao je na Maximiliana Häberlea, doktoranda na Institutu Max Planck za astronomiju. Häberle je predvodio rad na stvaranju ogromnog kataloga kretanja zvijezda u Omega Centauri, mjereći brzine 1,4 milijuna zvijezda proučavanjem preko 500 Hubbleovih slika skupa. Uspio je pronaći sedam zvijezda koje se brzo kreću u malom području u središtu Omega Centauri, što je dokaz prisutnosti koncentrirane mase u blizini.
Neumayer kaže: “Prethodne studije su postavljale pitanje: ‘Gdje su zvijezde koje se brzo kreću?’ Sada imamo odgovor i potvrdu da Omega Centauri sadrži crnu rupu srednje mase. Na udaljenosti od oko 18.000 svjetlosnih godina, ovo je najbliži poznati primjer masivne crne rupe.”
Buduća istraživanja
Neumayer, Häberle i njihovi kolege planiraju detaljnije proučavati središte Omega Centauri. Već imaju odobrenje za mjerenje kretanja brzih zvijezda prema ili od Zemlje koristeći svemirski teleskop James Webb. Budući instrumenti kao što su GRAVITY+ na ESO-ovom VLT-u i MICADO na Vrlo velikom teleskopu omogućit će još preciznija mjerenja položaja zvijezda.
Dugoročni cilj je odrediti kako zvijezde ubrzavaju i kako se njihove orbite zakrivljuju. Promatranje tih zvijezda jednom oko cijele orbite projekt je za buduće generacije astronoma. Manja masa crne rupe u Omega Centauri znači deset puta duže vremenske skale nego za Mliječni put, s orbitalnim periodima duljim od stotinu godina. Studija je objavljena u prestižnom časopisu Nature.
Pozdrav svima! Hvala što čitate Kozmos.hr! Ja sam Ivan i dugi niz godina pišem o svermiu, astronomiji, znanosti, povijesti i arheologiji, a imao sam priliku sudjelovati i u dokumentarcima Science Discovery-ja te History Channel-a.
