Potpuno nova klasa crnih rupa možda vreba u svemiru, a prema novim saznanjima, one mogu biti daleko sitnije od onoga što su znanstvenici prije otkrili.
Crne rupe su masivni nebeski predmeti koji nadiru sve što se previše približi; ni svjetlost ne može pobjeći od intenzivnog gravitacijskog zahvata crne rupe. Potraga za malim i velikim crnim rupama - poput supermasivnih koje stoje u središtu većine galaksija, uključujući i našu - pomaže istraživačima da sastave stvari kako svemir djeluje i stvara narativ za život i smrt zvijezda.
To je zato što su crne rupe leševi onog što su nekad bile masivne zvijezde koje su pretrpjele eksplozivnu smrt, a na kraju su se rušile na sebe. Eksplozivna smrt i kasniji pad zvijezda mogu tvoriti dva različita objekta. Ako je izvorna zvijezda dovoljno masivna, ova eksplozija stvorit će crnu rupu, ali ako nije, leš će umjesto toga formirati mali, gusti objekt poznat kao neutronska zvijezda.
Astronomi obično traže te crne rupe u našoj galaksiji mjerenjem rendgenskih zraka koje se emitiraju kada crne rupe sifriraju materijal iz obližnjih zvijezda. S druge strane, u dalekim galaksijama istraživači traže gravitacione valove nastale spajanjem dviju crnih rupa ili padom neutronskih zvijezda.
No, grupa istraživača se pitala može li postojati crna rupa relativno male mase koja ne emitira signalne rendgenske signale drugih crnih rupa. Takve hipotetske crne rupe vjerojatno bi postojale u binarnom sustavu s drugom zvijezdom, iako bi orbitale dovoljno daleko od ove zvijezde da ne bi jele mnogo od svog zvjezdanog pratioca; kao takvi, pretpostavili su istraživači, ove male crne rupe neće pustiti X-zrake koje se mogu otkriti i tako će astronomima ostati nevidljive, rekao je Todd Thompson, profesor astronomije na Državnom sveučilištu Ohio i glavni autor studije koja je izlagala nova saznanja.
"Prilično smo sigurni da mora biti mnogo, puno tih crnih rupa u binarnim sustavima sa zvijezdama vani u galaksijama, samo što ih nismo našli jer ih je teško pronaći", rekao je Thompson za Live Science. Ali "uvijek je zanimljivo pokušati pronaći stvari koje se ne mogu vidjeti."
Thompson i njegovi kolege tražili su dokaze o tim crnim rupama u zvjezdanim pratiteljima objekata. Istraživači su češljali podatke iz eksperimenta galaktičke evolucije opservatorije Apache Point (APOGEE) koji su imali informacije o spektru svjetlosti - raznim valnim duljinama energije koje stvara neki objekt - od preko 100 000 zvijezda u našoj galaksiji.
Podaci iz ovog istraživanja otkrili su promjenu spektra ili valne duljine svjetlosti za svaku od tih zvijezda. Ako su istraživači primijetili bilo kakve promjene u tim spektrima - na primjer, pomak prema plavijim valnim duljinama ili prelazak na crvene valne duljine - to bi moglo značiti da je određena zvijezda bila u orbiti za nevidljivog pratioca. Nakon što su obavili ovu analizu, istraživači su pogledali promjene svjetline podskupine zvijezda koje bi mogle biti u orbiti crnih rupa, koristeći podatke drugog ispitivanja nazvanog All-Sky Automated Survey za supernove (ASAS-SN). Tražili su zvijezde koje su se svijetlile i zatamnile, dok su se također crvene i plave smjenjivale.
Tako su istraživači otkrili ogroman tamni objekt zaključan u gravitacijskom zagrljaju s brzo rotirajućom divovskom zvijezdom, udaljenom oko 10 000 svjetlosnih godina, na krajnjim dosezima naše galaksije, u blizini zviježđa Auriga. Istraživači su procijenili da je masa ovog objekta oko 3,3 puta veća od našeg sunca, previše masivna da bi bila neutronska zvijezda i nije dovoljno masivna u usporedbi s bilo kojom poznatom crnom rupom.
Najmasivnija neutronska zvijezda za koju znanstvenici znaju da je 2,1 puta veća od mase našeg sunca, dok je najmanje poznata crna rupa oko pet do šest puta veća od mase našeg sunca, rekao je Thompson. Međutim, granica donje mase novopečenog objekta - najmanja masa koju ovaj objekt može biti - 2,6 je veća od mase našeg sunca, što astronomi smatraju da je gornja granica koliko teorijski mogu dobiti ogromne neutronske zvijezde. Bilo koja masivnija od toga, i neutronska zvijezda bi se srušila u crnu rupu.
Dakle, ovaj mračni, tajanstveni objekt "mogao bi biti najmasivnija neutronska zvijezda ikad viđena", točno na granici nakon koje ne može postojati, rekao je Thompson. "Zapravo bih bio još uzbuđeniji da je to istina." No više je nego vjerojatno da je riječ o pretpostavljenoj, ali nikad otkrivenoj crnoj rupi relativno male mase, dodao je.
S tim se složio i Dejan Stojković, kozmolog i profesor fizike na Sveučilištu na Buffalo College of Arts and Sciences koji nije bio uključen u istraživanje. "Ovo je najvjerojatnije crna rupa", jer je previše masivna da bi bila neutronska zvijezda, osim ako se ne radi o nekoj neobičnoj zvijezdi, rekao je Stojković za Live Science. "Zvuk je vrlo razuman", ali nije neočekivan, jer astronomi znaju da postoje crne rupe niže mase.
Thompson je rekao da se raduje budućim otkrićima, poput informacija o nagibu zvijezde orbite oko tamnog objekta koji bi svemirski brod Gaia Europske svemirske agencije mogao okupiti u nadolazećoj misiji. To bi moglo pomoći istraživačima da preciznije izmjere masu tamnog predmeta.
Otkrića su objavljena jučer (31. listopada) u časopisu Science.
