Bild wikipedia Den klorformiga stjärnhopen Omega Centauri som finns 15800 ljusår bort. Foto: ESO.
Den massiva klotformade stjärnhopen Omega Centauri har förbryllat astronomer i årtionden. Den borde vara fylld med svarta hål som lämnats kvar av exploderade stjärnor (supernovor), men sökandet efter dem har tills nu varit resultatlösa. Men nu har astronomer, som använt arkivdata från NASAs Hubble-rymdteleskop och stödjande observationer från NASAs James Webb-rymdteleskop äntligen lokaliserat sitt första svarta hål i denna hop. Att upptäcka den första av de saknade svarta hålpopulationer man anser bör finnas här kommer att hjälpa till att förfina nuvarande teorier om svarta håls bildning i miljöer som den i Omega Centauri.
Omega Centauri består av 10 miljoner av gravitation bundna stjärnor. Även om det astronomiska samfundet tidigare funnit bevis tillsammans med Hubble för att ett svart hål med medelstor massa finns i dess centrum tyder modeller på att denna stjärnhop också borde innehålla cirka 10 000 mindre svarta hål med stjärnmassa (rester av supernovor inte att förväxla med det svarta hål som finns i centrum av flertalet galaxer). Denna anmärkningsvärda population av svarta hål undvek upptäckt i tidigare observationsstudier där man använde radiell hastighetsmetod eller letade efter radio- och röntgenstrålning från material som föll ner på svarta hål.
Man kan undra och begrunda hur galaxers centrala svarta hål bildats.
Jag kan tänka mig att
de kan vara rester av liknande händelser som de små som blir resultatet efter en
supernova. Men då som en explosion av betydligt större kraft frågan är om BigBang var resultatet av ett
eller flera äldre universum som exploderade efter att ha imploderat?
Genom att sålla igenom mer än 20 år av Hubbleteleskopets arkivdata tillsammans med nya Webb-data för att ytterligare få data till astrometriska mätningar lokaliserade teamet en stjärna som kretsar kring ett osynligt objekt så tungt att det måste vara ett svart hål. Objektet har namnet oMEGACat BH-2. Det är det första svarta hålet med stjärnmassa som upptäckts i Omega Centauri och det har några överraskande egenskaper. oMEGACat BH-2 har en lägre massa än väntat och tillsammans med sin synliga stjärngranne sker här den längsta omloppstiden av alla svarta hål-binärsystem som är kända hittills.
"Med Hubble- och Webb-data kunde vi se rörelsen hos den synliga stjärnan som är en del av denna dubbelstjärna (bestående av en stjärna och ett svart hål). Dubbelstjärnan finns cirka 18 000 ljusår bort i den stjärnrika miljön Omega Centauri," beskriver Matthew Whitaker från University of Utah, Salt Lake City, huvudförfattare till en ny artikel (se nedan). "Precisionen i dessa mätningar är otrolig, ner till en bråkdel av en pixel på Hubble och Webbs detektorer. Det hade inte varit möjligt att hitta detta svarta hål utan dessa två rymdteleskop."
Baserat på insamlad data från Hubble och Webbteleskopen kunde teamet kartlägga stjärnans bana under 20 år och under dess närmaste avstånd det svarta hålet då den också rörde sig snabbast. Utifrån de omfattande uppgifterna fastställde teamet att den synliga stjärnan kretsar kring oMEGACat BH-2 där ett varv tar 94 år, vilket gör den till det långperiodiga svarta hål-binärstjärnan som någonsin upptäckts.
Dess långa omloppstid ger också en ledtråd till ursprunget till detta binära system. Den bildades troligen dynamiskt, vilket betyder att stjärnan och dess svarta hål-följeslagare inte började tillsammans utan istället drogs till varandra i denna hop av gravitation. Forskarna beräknade att ett system som oMEGACat BH-2 kommer att existera knappt en miljard år innan det slits isär av möten med närliggande stjärnor, en mycket kortare period än klustrets ålder som är ungefär 12 miljarder år.
"Det är viktigt att förstå svarta håls populationer i klotformiga hopar eftersom det råder osäkerhet kring deras fysik och bildning," beskriver Anil Seth vid University of Utah, medförfattare till studien. "Mer specifikt är förståelsen för processen att bilda svarta hål och sedan dynamiskt bilda dubbelstjärnor avgörande eftersom det påverkar vår förmåga att tolka och förstå gravitationsvågshändelser. Miljöer som Omega Centauri är de främsta platserna där vi tror att binära grupper dras samman och skapar gravitationsvågor."
Teamets resultat publicerades ntyigen i The Astrophysical Journal Letters.
Inga kommentarer:
Skicka en kommentar