Dziesięciolecia badań pokazują, że większość masywnych galaktyk ma w swoim centrum supermasywną czarną dziurę, a masa czarnej dziury stanowi jedną dziesiątą procenta całkowitej masy otaczającej ją sferoidy gwiazd.
Dwóch astrofizyków z Instytutu zaproponowało metodę obserwacji drugiej najbliższej od Ziemi supermasywnej czarnej dziury. Centrum Astrofizyki | Harvarda i Smithsona. Supermasywna czarna dziura, w której mieści się galaktyka karłowata Leo I, ma masę trzy miliony razy większą od masy Niedz.
Supermasywna czarna dziura Leo I* została po raz pierwszy zaproponowana przez niezależny zespół astronomów pod koniec 2021 roku. Astronomowie zauważyli, że gwiazdy nabierają prędkości w miarę zbliżania się do centrum galaktyki, ale bezpośrednie obrazowanie emisji z czarnej dziury było niemożliwe.
Teraz fizycy z CfA Fabio Pacucci i Avi Loeb proponują nową metodę potwierdzenia obecności supermasywnej czarnej dziury.
Fabio Pacucci, główny autor badania ApJ Letters, powiedział: „Czarne dziury to bardzo nieuchwytne obiekty i czasami lubią się z nami bawić w chowanego. Promienie światła nie mogą uciec ze swoich horyzontów zdarzeń, ale otoczenie wokół nich może być niezwykle jasne – jeśli do ich studni grawitacyjnej wpadnie wystarczająca ilość materiału. Jeśli jednak czarna dziura nie akreuje masy, zamiast tego nie emituje światła i nie da się jej znaleźć za pomocą naszych teleskopów.”
„Na tym polega wyzwanie w przypadku Leo I – galaktyki karłowatej tak pozbawionej gazu, który mógłby ulegać akrecji, że często określa się ją mianem „skamieniałości”. Czy zatem powinniśmy porzucić jakąkolwiek nadzieję na zaobserwowanie tego? Może nie."
„W naszym badaniu zasugerowaliśmy, że niewielka ilość masy utracona przez gwiazdy wędrujące wokół czarnej dziury może zapewnić tempo akrecji potrzebne do jej obserwacji. Stare gwiazdy stają się bardzo duże i czerwone – nazywamy je czerwonymi olbrzymami. Czerwone olbrzymy zazwyczaj charakteryzują się silnymi wiatrami, które przenoszą ułamek ich masy do środowiska. Wydaje się, że przestrzeń wokół Leo I* zawiera wystarczającą ilość tych starożytnych gwiazd, aby można ją było zaobserwować.”
Avi Loeb, współautor badania, powiedział: „Obserwacja Leo I* może być przełomowa. Byłaby to druga pod względem masy supermasywna czarna dziura po tej znajdującej się w centrum naszej galaktyki, o bardzo podobnej masie, ale znajdująca się w pobliżu galaktyki tysiąc razy mniej masywnej niż droga Mleczna. Fakt ten podważa wszystko, co wiemy o wspólnej ewolucji galaktyk i ich centralnych supermasywnych czarnych dziur. Jak to się stało, że tak duże dziecko urodziło się u szczupłego rodzica?”
„W przypadku Leo I spodziewalibyśmy się znacznie mniejszej czarnej dziury. Zamiast tego, Leo, wydaje mi się, że zawieram czarną dziurę o masie kilka milionów mas Słońca, podobną do tej, którą znajduje się w Drodze Mlecznej. To ekscytujące, ponieważ nauka zwykle osiąga największe postępy, gdy dzieje się coś nieoczekiwanego”.
Pacucci powiedziany, „Kiedy więc możemy spodziewać się obrazu czarnej dziury?”
„Jeszcze nie jesteśmy na miejscu.”
„Leo I* bawi się w chowanego, ale emituje zbyt dużo promieniowania, aby długo pozostać niewykrytym”.
Badanie zostało opublikowane dzisiaj w Listy do dziennika astrofizycznego.
