Hubble a Webb odhalily první chybějící černou díru v Omega Centauri: Mění pohled na jejich vznik

Masivní kulová hvězdokupa Omega Centauri, složená z deseti milionů gravitačně vázaných hvězd, dlouho mátla astronomy. Předpokládalo se, že by měla být plná černých děr, které zbyly po explodujících hvězdách, avšak důkazy pro ně byly vzácné.

Masivní kulová hvězdokupa Omega Centauri, složená z deseti milionů gravitačně vázaných hvězd, dlouho mátla astronomy. Předpokládalo se, že by měla být plná černých děr, které zbyly po explodujících hvězdách, avšak důkazy pro ně byly vzácné. Nyní, s využitím archivních dat z Hubbleova vesmírného dalekohledu a doplňujících pozorování z Webbova vesmírného dalekohledu, se astronomům konečně podařilo lokalizovat první černou díru hvězdné hmotnosti v této hvězdokupě. Tento objev první z chybějící populace černých děr pomůže upřesnit současné teorie o jejich vzniku v prostředích, jako je Omega Centauri.

Astronomická komunita již dříve nalezla důkazy o tom, že v centru hvězdokupy číhá černá díra střední hmotnosti. Modely však naznačují, že by Omega Centauri měla obsahovat také přibližně 10 000 menších černých děr hvězdné hmotnosti. Tato významná populace černých děr unikala detekci v předchozích pozorováních, která využívala metodu radiální rychlosti nebo hledala rádiové a rentgenové záření z materiálu padajícího na černé díry.

Nový objev využívá odlišný přístup, známý jako astrometrie, k měření velmi malých pohybů hvězd v čase. Prosetím více než 20 let archivních dat z Hubbleova dalekohledu a zapojením nedávných dat z Webbova dalekohledu pro další zpřesnění astrometrických měření, tým lokalizoval hvězdu obíhající neviditelný objekt tak masivní, že musí jím být černá díra. Objekt, pojmenovaný oMEGACat BH-2, je první černou dírou hvězdné hmotnosti detekovanou v Omega Centauri a má některé překvapivé vlastnosti. oMEGACat BH-2 má nižší než očekávanou hmotnost a spolu se svým viditelným hvězdným společníkem má toto duo černá díra–hvězda nejdelší oběžnou dobu ze všech dosud známých binárních systémů s černou dírou.

„S daty z Hubblea a Webba jsme byli schopni vidět pohyb viditelné hvězdy hlavní posloupnosti, která je součástí tohoto binárního systému, vzdáleného asi 18 000 světelných let v hustém prostředí Omega Centauri,“ uvedl Matthew Whitaker z University of Utah, hlavní autor studie. „Přesnost těchto měření je neuvěřitelná, až na zlomek pixelu na detektorech Hubblea a Webba. Bez těchto dvou vesmírných dalekohledů by nebylo možné tuto černou díru najít.“

Zjištění týmu upřesňují dřívější studii jiné skupiny vědců, která naznačovala, že tento binární systém zahrnuje neutronovou hvězdu. Rozšířením dat z Hubblea z dřívějšího výzkumu o archivní astrometrická měření z let 2002 až 2023 a zapojením dat z Webbova dalekohledu v blízkém infračerveném spektru pro zlepšení přesnosti, tým z University of Utah dokázal lépe omezit hmotnost temného společníka viditelné hvězdy, čímž vyloučil možnost neutronové hvězdy.