Zespół naukowców z Massachusetts Institute of Technology (MIT) oraz California Institute of Technology (Caltech) opublikował 23 października 2024 roku w czasopiśmie naukowym „Nature” badania, w których opisał pierwszą w historii czarną dziurę w układzie potrójnym.
Pierwsza odkryta przez ludzi czarna dziura w układzie potrójnym
Odkryte do tej pory czarne dziury były układami podwójnymi. Składały się z czarnej dziury i drugiego krążącego wokół obiektu, którym najczęściej była gwiazda lub inna czarna dziura. Niezwykłość odkrycia naukowców z MIT i Caltech polega na tym, że zaobserwowali oni czarną dziurę, która istnieje w układzie potrójnym. Wokół czarnej dziury krąży więc nie jedna gwiazda, a dwie.
V404 Cygni: Czarna dziura w układzie potrójnym
Chodzi o układ V404 Cygni. Jest to czarna dziura oddalona od Ziemi o ok. 8 000 lat świetlnych i położona w gwiazdozbiorze Łabędzia w galaktyce Drogi Mlecznej. Układ został odkryty w 1992 roku i był jednym z pierwszych obiektów, co do których potwierdzono, że jest czarną dziurą. Z czasem stał się też jedną z lepiej zbadanych czarnych dziur. Opisano go w ponad 1 300 artykułach naukowych.
V404 Cygni ponownie zwrócił uwagę naukowców niedawno. Poszukując nowych czarnych dziur, natknęli się – jak zrelacjonowano w komunikacie zamieszczonym na stronie internetowej Massachusetts Institute of Technology (MIT) – na zagadkowe zdjęcie przedstawiające V404 Cygni. Badacze zaobserwowali na nim dwie plamy światła zaskakująco blisko siebie. Pierwsza z nich była dobrze zbadaną do tej pory czarną dziurą z wewnętrzną, blisko orbitującą gwiazdą. Natomiast druga plama światła okazała się czymś, co do tej pory nie zostało dobrze zbadane. Światło pochodziło prawdopodobnie z bardzo odległej gwiazdy.
Zespół naukowców pod przewodnictwem Kevina Burdge’a z
Wydziału Fizyki MIT rozpoczął badania nad zidentyfikowanym w ten sposób układem potrójnym.
Czytaj więcej
Dostawca usług telekomunikacyjnych Intelsat poinformował 19 października o awarii satelity IS-33e. Kilka dni później potwierdzono, że doszło do roz...
Układ V404 Cygni: Czarna dziura, wokół której krążą dwie gwiazdy
Układ V404 Cygni składa się z centralnej czarnej dziury, która pochłania materię z małej gwiazdy, która krąży blisko niej – po orbicie wynoszącej sześć i pół dnia. Ponadto wokół czarnej dziury – w znacznym oddaleniu – krąży jeszcze jedna gwiazda. Zewnętrzna gwiazda jest oddalona od czarnej dziury – jak obliczył Burdge – o 3 500 jednostek astronomicznych (AU), co oznacza, że jest to odległość 3 500 razy większa niż między Ziemią a Słońcem. Zewnętrzna gwiazda potrzebuje aż 70 tys. lat na okrążenie czarnej dziury.
Naukowcy w trakcie prowadzonych badań postanowili sprawdzić, czy zewnętrzna gwiazda jest połączona z czarną dziurą i jej wewnętrzną gwiazdą. Wykorzystali do tego dane z satelity Gaia należącej do Europejskiej Agencji Kosmicznej (ESA), która od 10 lat śledzi ruchy gwiazd w galaktyce. Przeprowadzona analiza potwierdziła, że gwiazda znajdująca się w znacznym oddaleniu od czarnej dziury jest z nią grawitacyjnie związana. V404 Cygni i oddalona od niego gwiazda poruszają się w tym samym kierunku i z tą samą prędkością, co – jak zauważa Kevin Burdge cytowany przez komunikat MIT – najprawdopodobniej nie może być przypadkiem. Gwiazdy połączone są siłą grawitacji. To zaś potwierdza, że układ V404 Cygni jest układem potrójnym.
Czytaj więcej
Najnowsze badania dotyczące kwazarów wykonano dzięki technologicznym możliwościom Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba. Wyniki analiz „antycznych” ob...
Układ V404 Cygni powstał inaczej niż znane do tej pory czarne dziury
Do tej pory naukowcy uważali, że czarna dziura powstaje jedynie w wyniku gwałtownej eksplozji kończącej cykl życia gwiazd, który to proces znany jest jako supernowa. Wówczas gwiazda w czasie ostatniego wybuchu uwalnia ogromną ilość energii i światła, a następnie zapada się w czarną dziurę. W efekcie czarna dziura odpycha obiekty astronomiczne, które znajdują się w jej pobliżu.
Natomiast obecność w układzie V404 Cygni drugiej odległej gwiazdy, świadczy o tym, że ta czarna dziura powstała w inny sposób. Aby przekonać się, jak mógł wyglądać ten proces, Burdge przeprowadził dziesiątki tysięcy symulacji z różnymi scenariuszami. W ich wyniku stwierdził, że badana czarna dziura powstała prawdopodobnie w łagodniejszy sposób niż znany dotychczas. Gwiazda nie eksplodowała, a jedynie zapadła się pod własnym ciężarem. Gdyby bowiem stało się inaczej, prawdopodobnie wyrzuciłaby drugą gwiazdę z układu.
Czytaj więcej
Gigantyczne tsunami, częściowe parowanie oceanów oraz ciemność spowodowana gęstym pyłem, który pokrył wszystko i zasłonił dopływ promieni słoneczny...
Układ V404 Cygni może być pierwszym dowodem na to, że czarne dziury powstają nie tylko w wyniku gwałtownego wybuchu, ale również – łagodnego procesu.
Obecność zewnętrznej gwiazdy pozwoliła nie tylko odkryć prawdopodobny sposób powstania czarnej dziury, ale również wiek całego układu. Aktualnie przekształca się ona bowiem w czerwonego olbrzyma, który jest jednym z ostatnich etapów życia gwiazdy. Fakt ten pozwolił naukowcom ustalić wiek układu V404 Cygni na ok. 4 miliardy lat.
