Zagonetni pokreti zvijezda u Omega Centauri, najvećem zvjezdanom skupu u Mliječnom putu, već desetljećima zbunjuju znanstvenike. Smješten u zviježđu Centaur, ovaj golemi skup s gotovo 10 milijuna zvijezda skriva jednu od najvećih astrofizičkih zagonetki: zašto se zvijezde u njegovom središtu kreću brže nego što bi trebale? Najnovije istraživanje donosi potencijalne odgovore.
Središnje pitanje ove zagonetke jest uzrokuju li ove neobične brzine “crne rupe srednje mase” (intermediate-mass black hole – IMBH)—koje teže približno 100.000 puta više od Sunca—ili skup manjih crnih rupa zvjezdane mase, od kojih svaka teži samo nekoliko puta više od Sunca.
Crne rupe zvjezdane mase prirodno nastaju tijekom evolucije zvijezda, a očekuje se da skup ovih rupa postoji u jezgri Omega Centauri. Međutim, mnogi znanstvenici vjeruju da bi gravitacijske interakcije s okolnim zvijezdama s vremenom izbacile većinu manjih crnih rupa, ostavljajući hipotezu o crnoj rupi srednje mase kao najvjerojatnije rješenje. Otkrivanje zvijezda s iznimno velikim brzinama u središtu skupa dodatno je ojačalo ovu teoriju, sugerirajući njihovu interakciju s masivnom crnom rupom srednje mase.
Crne rupe srednje mase fascinantne su za astrofizičare jer bi mogle popuniti prazninu između crnih rupa zvjezdane mase i supermasivnih crnih rupa, koje teže milijunima ili čak milijardama puta više od Sunca i nalaze se u središtima velikih galaksija. Razumijevanje njihova nastanka moglo bi pomoći u rješavanju zagonetke o tome kako nastaju supermasivne crne rupe.
Pulsari otkrivaju novu dimenziju
Nedavno istraživanje Sveučilišta u Surreyju prvi je put kombiniralo dva ključna skupa podataka: brzine zvijezda u središtu Omega Centauri i ubrzanja pulsara. Pulsari—ultragusti ostaci umirućih zvijezda—ponašaju se poput kozmičkih satova. Iako promjera svega 20 kilometara, pulsari mogu težiti dvostruko više od Sunca i vrtjeti se stotine puta u sekundi, emitirajući radiovalove koji podsjećaju na svjetionik.
Praćenjem promjena u brzini rotacije pulsara, znanstvenici su uspjeli izmjeriti njihova ubrzanja, pružajući izravne podatke o gravitacijskom polju u središtu Omega Centauri. Ova revolucionarna kombinacija podataka omogućila je znanstvenicima razlikovanje između dviju teorija.
Rezultati upućuju na to da je skup crnih rupa zvjezdane mase najvjerojatniji uzrok opaženih kretanja zvijezda. Međutim, mogućnost postojanja Crne rupe srednje mase nije u potpunosti isključena—ali ista bi morala biti znatno manja nego što se dosad pretpostavljalo, s masom manjom od 6.000 puta mase Sunca.
Studija, objavljena u časopisu Astronomy & Astrophysics, predstavlja značajan korak u razumijevanju crnih rupa. Profesor Justin Read sa Sveučilišta u Surreyju izjavio je: “Potraga za crnim rupama srednje mase i dalje traje. Iako bi jedna mogla postojati u središtu Omega Centauri, naše istraživanje ukazuje na to da bi morala koegzistirati sa skupom crnih rupa zvjezdane mase. S prikupljanjem sve više podataka o ubrzanjima pulsara, naše razumijevanje postaje preciznije nego ikad prije.”
Andrés Bañares Hernández iz španjolskog Instituto de Astrofísica de Canarias dodao je: “Ovaj rad rješava dugotrajnu raspravu i usavršava metode za proučavanje uloge crnih rupa u evoluciji zvjezdanih skupova i galaksija. Okruženje Omega Centauri omogućilo nam je ne samo proučavanje crnih rupa, već i fascinantnih procesa nastanka pulsara.”
