Starożytna czarna dziura przemierza naszą Galaktykę

0

Astronomowie odkryli czarną dziurę, która wraz z towarzyszącą jej gwiazdą od przynajmniej 230 milionów lat przemierza naszą Galaktykę. Badania przeprowadzono w roku 2001, jednak jest to historia tak ciekawa, że mimo wszystko postanowiliśmy ją opisać na łamach Kosmonauty.

Odkrycia dokonano przy użyciu radioteleskopu Very Long Baseline Array (VLBA) należącego do amerykańskiej agendy National Science Foundation, którą można by – w dużym przybliżeniu – opisać jako odpowiednik polskiej Państwowej Akademii Nauk (PAN). Orbita kosmicznych towarzyszy nie jest podobna do typowych trajektorii podróży gwiazd wokół centrum Drogi Mlecznej. Felix Mirabel – astrofizyk z argentyńskiego Institute for Astronomy and Space Physics – przypuszcza, że czarna dziura jest pozostałością po gwieździe, która swego czasu zakończyła życie i została wyrzucona grawitacyjnie z właściwego jej miejsca w dysku naszej Galaktyki. Wraz z nią wyrzucony został jej towarzysz będący w istocie mikrokwazarem.

Odkrycie to jest znaczącym elementem badań nad historią Drogi Mlecznej oraz procesem jej formowania się. Przypuszczalnie setki tysięcy gwiazd powstało jeszcze w pierwszych etapach życia Galaktyki, ale teraz pierwszy raz udało się znaleźć niemalże namacalny dowód – pozostałość po jednej z takich gwiazd. Ponadto po raz pierwszy w historii nauki zaobserwowano ruch czarnej dziury poprzez przestrzeń kosmiczną.

Obiekt został odkryty przez satelitę Rossi X-ray Timing Explorer (RXTE) 29 marca 2000 roku i otrzymał nazwę katalogową XTE J1118+480. Obecnie znajduje się 6000 lat świetlnych od Ziemi i porusza się względem niej z prędkością 145 km/s.

Większość gwiazd składających się na Drogę Mleczną leży w płaszczyźnie jej dysku, ale poza dyskiem istnieją też gromady zawierające setki tysięcy najstarszych gwiazd. Istnieją dwie teorie wyjaśniające, jak nowo odkryty obiekt mógł dostać się na tak nietypową orbitę. Pierwsza mówi, że uformował się w płaszczyźnie Galaktyki, jak większość gwiazd Drogi Mlecznej, i jakimś sposobem został wyrzucony poza nią. Druga – że uformował się w gromadzie gwiazd poza płaszczyzną dysku i został wyrzucony z tej gromady.

Duże masywne gwiazdy zwykle kończą życie eksplodując jako supernowa. Po eksplozji pozostaje albo gwiazda neutronowa, albo czarna dziura. Niektóre ze znanych gwiazd neutronowych wykazują szybki ruch obrotowy, który może być rezultatem nierównomiernej eksplozji. Taka eksplozja silnie odrzuca też pozostałości po gwieździe w którymś kierunku. Jednakże nie są przy tym osiągane prędkości rzędu tej, z którą porusza się XTE J1118+480. Zatem najbardziej prawdopodobnym wyjaśnieniem według uczonych pozostaje wyrzucenie z gromady leżącej poza dyskiem galaktycznym. Również symulacje interakcji grawitacyjnych w takich gromadach pokazują, że pozostałości po supernowych powinny być wyrzucane w przestrzeń kosmiczną.

XTE J1118+480 skonsumowała już tak znaczną część towarzyszącej jej gwiazdy (o masie 1/3 masy naszego Słońca), że obecnie jej wewnętrzne warstwy są odsłonięte. Prawdopodobnie gwiazda ta dostała się w dominujące pływy grawitacyjne XTE J1118+480 jeszcze zanim oba obiekty zostały wyrzucone z gromady.

Zespół badawczy użył całej mocy VLBA na częstościach 8,4 oraz 15,4 GHz, aby dostrzec i badać obiekt, jak porusza się na tle innych, bardziej odległych ciał.

Z czasem okazało się, że obiekt został już wcześniej zaobserwowany przez Palomar Observatory Sky Survey (POSS) na przestrzeni 43 lat. Dzięki tak dużej rozpiętości próbki danych o położeniu w czasie, udało się określić dosyć dokładnie trajektorię obiektu.

XTE J1118+480 po wyrzuceniu z gromady gwiezdnej podróżuje przez Galaktykę wchłaniając swojego towarzysza  /  Credit - I. Rodrigues and I.F. Mirabel, NRAO/AUI/NSF

Share.

Comments are closed.