kozmos.hr
Astronomija

Možda smo uočili prvu „lutajuću“ crnu rupu

objavljeno

Američki su astronomi koristeći teleskop Hubble po prvi puta potencijalno uočili „lutajuću“ crnu rupu, odnosno crnu rupu koja nije vezana za nikakvu zvjezdanu masu već se samostalno kreće kroz prostranstvo svemira.

Do sada, sve crne rupe koje smo otkrili ili za koje pretpostavljamo da postoje, ukupno svega njih nekoliko desetaka, nalaze se ili u centrima galaksija kao što je naša Mliječna staza (supermasivne crne rupe) ili su gravitacijski vezane za neko zvjezdano tijelo. Ovog tjedna dva odvojena tima američkih znanstvenika, jedan pri Space Telescope Science Instituteu a drugi pri Sveučilištu Berkley u Kaliforniji, objavila su znanstvene radove u kojima su najavila potencijalni prvi pronalazak crne rupe koja samostalno „luta“ kroz svemir. Drugim riječima, ona se niti ne nalazi u centru neke galaksije, niti postoji gravitacijska interakcija između nje i nekog drugog obližnjeg tijela, poput zvijezde ili druge crne rupe.

Ti radovi, inače objavljeni u časopisima The Astrophysical Journal i The Astrophysical Journal Letters, iznose analizu podataka sakupljenih kroz šest godina opservacija sa NASA-inim teleskopom Hubble. Prvi put su se pojavili u repozitoriju arXiv još u veljači, no tek su sada recenzirani i zapravo objavljeni, i sada tek možemo reći da je otkriće legitimno.

Udaljena zvijezda
Hubbleova slika udaljene zvijezde čija je svjetlost distorzirana i pojačana pomoću gravitacijske leće između nas i nje. Mislimo da je ta gravitacijska leća možda i “lutajuća” crna rupa. Izvor: STScI/NASA/ESA.

Pronalazak te crne potencijalan je zato što se možda uopće ne radi o crnoj rupi, već o jednom drugom tipu tijela. Naime, kako naglašavaju voditelji jednog tima iza pronalaska, diplomski student Casey Lam i izvanredna profesorica na Berkleyju Jessica Lu, pretpostavlja se da je masa novootkrivenog objekta između 1,6 i 4,4 puta veća od mase našeg Sunca. Uzevši u obzir pretpostavku da bi ostaci neke mrtve zvijezde morali biti najmanje 2,2 solarnih masa da bi se oni urušili u crnu rupu (kako nastaju crne rupe izvan središta galaksija), postoji mogućnost da ovo uopće nije crna rupa nego neutronska zvijezda. Neutronske zvijezde sitne su, guste i vrlo kompaktne zvijezde izgrađene uglavnom od čistih neutrona između kojih djeluju sile dovoljno jake da se zvijezda odupre vanjskom pritisku urušavanja.

Predstavljen koncept gravitacijskog teleskopa

Razlog zašto ne znamo radi li se o neutronskoj zvijezdi ili crnoj rupi taj je što smo tijelo detektirali indirektno—kroz tzv. efekt gravitacijske leće. Kao što je predvidio Einstein još 1915. u sklopu svoje opće teorije relativnosti, u blizini tijela velike mase, prostor-vrijeme toliko je iskrivljen, odnosno gravitacija je toliko jaka da je ona sposobna iskriviti i svijetlost koja dolazi do tog tijela. Ako se između promatrača (nas) i nekog dobrog izvora svjetlosti (udaljene zvijezde, galaksije, druge crne rupe itd.) nađe takav objekt, on će iskriviti tu svjetlost oko sebe i fokusirati ju. I neutronske zvijezde i crne rupe tijela su koja su sposobna takvo što činiti sa svjetlošću. Zapravo, dok u zadnje tri godine nisu konačno objavljene prve dvije izravne slike crne rupe, ovakva indirektna metoda detekcije bila je jedan od načina da uopće potvrdimo njihovo postojanje.

gravitational lens
Grafički prikaz funkcioniranja gravitacijske leće. Izvor: Kavli IPMU.

U ovom slučaju, svjetlost koja je prošla kroz gravitacijsku leću bila je svjetlost sa zvijezde udaljene otprilike 19 000 svjetlosnih godina, blizu središta Mliječne staze. Sam objekt koji je iskrivio svjetlost s te zvijezde nalazi se na otprilike 5000 svjetlosnih godina u spiralnoj ruci Carina-Sagittarius naše galaksije. Razlog zašto ipak naginjemo interpretaciji podataka koja nalaže da se radi o crnoj rupi jest vrijeme kroz koje je leća bila aktivna: pozadinska svjetlost iskrivljavala se punih 270 dana, što upućuje na masivniji objekt poput crne rupe. Nadalje, podaci o masi crne rupe upućuju na promjer horizonta događaja od 40 i nešto kilometara, navodi Kailash Sahu, astronom pri spomenutom institutu.

Zbog toga što su dva odvojena tima otkrila isti objekt, ta potencijalna crna rupa trenutno ima dvije oznake: MOA-2011-BLG-191 i OGLE-2011-BLG-0462. „Koliko god želimo reći da se sigurno radi o crnoj rupi, moramo uzeti u obzir sve mogućnosti. To uključuje i crnu rupu manje mase i potencijalnu neutronsku zvijezdu“, izjavila je Lu.

Novi objekt, što god bio, putuje potpuno samostalno brzinom od oko 150 000 kilometara na sat, kako procjenjuje tim iz instituta. Takvih crnih rupa koje samostalno „lutaju“ našom galaksijom mislimo da ima od 100 do 200 milijuna, a najbliža je možda na samo 80 svjetlosnih godina od Zemlje.

 


Pridružite se raspravi u našoj Telegram grupi. KOZMOS Telegram

t.me/kozmoshr


Izvori:

Dorminey, Bruce. „NASA Hubble Finds First Free-Floating Black Hole“. Forbes, 2022. https://www.forbes.com/sites/brucedorminey/2022/06/11/nasa-hubble-finds-first-free-floating-black-hole/?sh=2fbec43a653c (13.6.2022.).

Sanders, Robert. „Astronomers may have detected a ‘dark’ free-floating black hole“. Berkley News, 2022. https://news.berkeley.edu/2022/06/10/astronomers-may-have-detected-a-dark-free-floating-black-hole/ (13.6.2022.).

 

Zaljubljenik u astronomiju od malih nogu. Diplomirani anglist. U slobodno vrijeme vjerojatno s frendovima u obližnjem kafiću. U paralelnom svemiru sam nešto od sljedećeg: pomorac, avanturist, fizičar, astronaut, pisac, željezničar.