Sciencemag.cz
Related Articles
Obrovská kulová hvězdokupa Omega Centauri desítky let astronomy mátla. Měla by být plná černých děr, které po sobě zanechaly explodující hvězdy, nepodařilo se je ale dosud detekovat, nebo alespoň je přesvědčivě. Nyní astronomové pomocí archivních dat z Hubbleova vesmírného dalekohledu a doplňujících pozorování z vesmírného dalekohledu Jamese Webba konečně uspěli a lokalizovali první černou díru hvězdné hmotnosti v této hvězdokupě. Objev by mohl pomoci upřesnit současné teorie o vzniku černých děr v prostředích, jako je právě Omega Centauri.
Omega Centauri se skládá z asi 10 milionů gravitačně vázaných hvězd. Ačkoli astronomové již dříve pomocí Hubbleova dalekohledu objevili důkazy o tom, že ve středu hvězdokupy se skrývá černá díra střední hmotnosti, modely naznačují, že tato hvězdokupa by měla obsahovat také asi 10 000 menších černých děr o hmotnosti hvězd. Tato pozoruhodná populace černých děr unikla detekci v předchozích pozorovacích studiích, které využívaly metodu radiální rychlosti nebo hledaly rádiové a rentgenové záření z hmoty padající do černých děr.
Nový objev vychází z odlišného přístupu: z astrometrie, která měří velmi malé pohyby hvězd v průběhu času. Prohledáním více než 20 let archivních dat z Hubbleova dalekohledu a zapojením nejnovějších dat z Webbova dalekohledu k dalšímu zpřesnění astrometrických měření vědci nakonec lokalizovali hvězdu obíhající kolem neviditelného objektu tak mohutného, že se musí jednat o černou díru. Tento objekt, pojmenovaný oMEGACat BH-2, je první černou dírou o hmotnosti hvězdy, která byla v souhvězdí Omega Centauri objevena, a vykazuje některé překvapivé vlastnosti. oMEGACat BH-2 má nižší hmotnost, než se očekávalo, a spolu se svou viditelnou hvězdnou společnicí tvoří tato dvojice černá díra–hvězda systém s nejdelší oběžnou dobou ze všech dosud známých dvojhvězdných systémů s černou dírou.
„Díky datům z Hubbleova a Webbova dalekohledu se nám podařilo pozorovat pohyb viditelné hvězdy hlavní posloupnosti, která je součástí této dvojhvězdy, nacházející se ve vzdálenosti přibližně 18 000 světelných let v hustém prostředí soustavy Omega Centauri,“ uvedl hlavní autor studie Matthew Whitaker z Univerzity v Utahu v Salt Lake City. „Přesnost těchto měření je neuvěřitelná, dosahuje úrovně zlomku pixelu na detektorech teleskopů.“
Zjištění týmu upřesňují dřívější studii jiné skupiny vědců, která naznačovala, že tento dvojhvězdný systém zahrnuje neutronovou hvězdu. Nyní se ale podařilo lépe určit hmotnost temného společníka viditelné hvězdy, čímž se verze neutronové hvězdy vyloučila.
„Již jsme věděli, že hvězda má hmotnost 0,78 Sluncí. Nyní můžeme vypočítat hmotnost černé díry; činí 4,46 Sluncí, tedy příliš moc na to, aby se jednalo o neutronovou hvězdu. Její hmotnost je však mnohem nižší, než by se dalo očekávat v prostředí s nízkým obsahem kovů, jako je Omega Centauri. To je překvapivé,“ uvedl spoluautor studie Anil Seth (rovněž Univerzita v Utahu). „Nyní víme, že i hvězda s nízkým obsahem kovů je schopná vytvořit takovou černou díru.“
Z rozsáhlých dat tým zjistil, že viditelná hvězda obíhá kolem oMEGACat BH-2 jednou za 94 let, což z ní činí dvojhvězdu s černou dírou s nejdelší oběžnou dobou, jaká je dosud známa. Její dlouhá oběžná doba také poskytuje vodítko k původu tohoto dvojhvězdného systému. Pravděpodobně vznikl dynamicky, což znamená, že hvězda a její černá díra jako společník nezačaly společně, ale spíše se navzájem našly. Vědci vypočítali, že systém jako oMEGACat BH-2 přežije méně než miliardu let, než bude roztrhán srážkami s okolními hvězdami, což je mnohem kratší doba než stáří hvězdokupy (přibližně 12 miliard let).
Matthew Whitaker et al, A Long Period Stellar-mass Black Hole Binary in ω Centauri, The Astrophysical Journal Letters (2026). DOI: 10.3847/2041-8213/ae7a5c
Zdroj: NASA / Phys.org, přeloženo / zkráceno
