Astronomi su bili fascinirani globularnim nakupinama još od kada su prvi put primijećeni u 17. stoljeću. Te sferne zbirke zvijezda spadaju u najstarije poznate zvjezdane sustave u Svemiru, a datiraju još od ranog Svemira kad su galaksije tek počele rasti i razvijati se. Takvi grozdovi kruže oko središta većine galaksija, a za njih je preko 150 poznato da pripadaju samo Mliječnom putu.
Jedan od tih grozdova poznat je kao NGC 3201, grozd smješten na oko 16.300 svjetlosnih godina u južnom zviježđu Vele. Koristeći ESO-ov vrlo veliki teleskop (VLT) u Opservatoriju Paranal u Čileu, tim astronoma nedavno je proučavao ovaj klaster i primijetio nešto vrlo zanimljivo. Prema istraživanju koje su objavili, čini se da je u ovom klasteru ugrađena crna rupa.
Studija se pojavila u Mjesečne obavijesti Kraljevskog astronomskog društva pod naslovom "Samostojeća kandidatkinja za crnu rupu zvjezdane mase u globusnom klasteru NGC 3201". Studiju je vodio Benjamin Giesers sa Sveučilišta Georg-August-a u Göttingenu, a uključili su članove sa Liverpoola John Moores University, Londonsko sveučilište Queen Mary, Leidenski opservatorij, Institut za astrofiziku i svemirske znanosti, ETH Zurich i Leibniz Institute za astrofiziku Potsdam (AIP).
Za potrebe svoje studije, tim se oslanjao na instrument Multi-Spectroscopic Explorer (MUSE) na VLT-u za promatranje NGC 3201. Ovaj je instrument jedinstven zbog načina na koji omogućuje astronomima da istovremeno izmjere pokrete tisuća udaljenih zvijezda , Tijekom svojih promatranja, tim je utvrdio da se jedna od zvijezda klastera vrtila okolo brzinom od nekoliko stotina kilometara na sat i s vremenom od 167 dana.
Kao što je Giesers objasnio u priopćenju za ESO:
“Bio je u orbiti oko nečega potpuno nevidljivog, koji je imao masu veću od četiri puta više od Sunca - ovo bi mogla biti samo crna rupa! Prvi se našao u globularnom skupu izravno promatrajući njegovo gravitacijsko povlačenje.”
Ovo je otkriće bilo prilično neočekivano i predstavlja prvi put da su astronomi uspjeli otkriti neaktivnu crnu rupu u srcu globularne nakupine - što znači da trenutno ne akumulira materiju ili je okružena užarenim diskom plina. Oni su također mogli procijeniti masu crne rupe mjerenjem kretanja zvijezde oko nje i tako ekstrapolirali njen ogromni gravitacijski potez.
Iz svojih promatranih svojstava, tim je utvrdio da je zvijezda koja se brzo kreće oko 0,8 puta veća od mase našeg Sunca, a masa njegove crne rupe oko 4,36 puta veća od Sunčeve mase. To je to u kategoriji "zvjezdane mase" crna rupa ", to su zvijezde koje premašuju maksimalni dopuštaj mase neutronske zvijezde, ali su manje od supermasivne crne rupe (SMBH) - koje postoje u središtima većine galaksija.
Ovo je otkriće vrlo značajno, i to ne samo zato što su astronomi prvi put primijetili crnu rupu zvjezdaste mase u globularnom klasteru. Uz to, potvrđuje ono na što znanstvenici sumnjaju već nekoliko godina, zahvaljujući nedavnim radio i rendgenskim studijama globularnih klastera i otkrivanju signala gravitacijskog vala. U osnovi, to ukazuje da su crne rupe češće u globularnim nakupinama nego što se prije mislilo.
"Donedavno se pretpostavljalo da će gotovo sve crne rupe nestati iz globularnih nakupina nakon kratkog vremena i takvi sustavi uopće ne bi trebali postojati!" rekao je Giesers. "Ali očito nije tako - naše otkriće je prvo izravno otkrivanje gravitacijskih efekata crne rupe zvjezdane mase u globularnom klasteru. Ovo otkriće pomaže u razumijevanju stvaranja globularnih klastera i evolucije crnih rupa i binarnih sustava - što je bitno u kontekstu razumijevanja izvora gravitacijskog vala. "
Ovaj je nalaz također značajan s obzirom na to da odnos crnih rupa i globularnih grozdova ostaje tajanstven, ali vrlo važan. Zbog svojih velikih masa, kompaktnih količina i velike starosti, astronomi vjeruju da su grozdovi stvorili veliki broj crnih rupa zvjezdane mase tokom povijesti Svemira. Ovo otkriće nam može stoga puno reći o stvaranju kuglastih nakupina, crnih rupa i nastanku događaja gravitacijskog vala.
Svakako uživajte u ovom ESO-ovom podcastu objašnjavajući nedavno otkriće:
