Poszukiwanie początków supermasywnych czarnych dziur
Wszechświat pełen jest czarnych dziur o masie równej milionom mas Słońca, jednak do tej pory nikomu nie udało się zaobserwować młodej czarnej dziury, która nie osiągnęła jeszcze tak ogromnych rozmiarów. Odnalezienie czarnych dziur o masie pośredniej (ang. intermediate-mass black hole, IMBH) było celem finansowanego ze środków UE projektu imbh. „Supermasywne czarne dziury są widoczne z bardzo daleka. Wiemy, że obiekty te pojawiły się na bardzo wczesnym etapie rozwoju Wszechświata”, mówi Peter Jonker, koordynator projektu. „Trudno nam jednak zrozumieć, dlaczego uformowały się one tak szybko, skoro Wszechświat był na początku jednorodną »zupą«. Nowo powstała czarna dziura jest mała i ma masę 10 Słońc, co oznacza, że w ciągu zaledwie kilkuset milionów lat osiąga ona masę równą miliardom mas Słońca”.
Brakujące elementy
Według Jonkera istnieje wiele poszlak przemawiających za istnieniem obiektów o pośredniej masie, jednak brak jest twardych dowodów. Aby je znaleźć, razem z kolegami z holenderskiej fundacji NWO-I rozpoczął poszukiwanie dynamicznych dowodów na istnienie obiektów IMBH w danych zgromadzonych przez satelitę Gaia, który należy do Europejskiej Agencji Kosmicznej. Badania te opierają się na interesującej właściwości przewidywanych oddziaływań między białymi karłami a obiektami IMBH. Białe karły to pozostałości gwiazd zbliżonych rozmiarem do Słońca, które odrzuciły swoje zewnętrzne warstwy, redukując się do świecącego helowego rdzenia o wielkości Ziemi. Gdy gwiazdy takie zbliżają się do supermasywnej czarnej dziury, zazwyczaj znikają pod horyzontem zdarzeń, zanim zostaną zniszczone przez siły grawitacyjne. W przypadku obiektów IMBH jest inaczej. „Choć wydaje się to nieco sprzeczne z intuicją, im mniejszą masę ma czarna dziura, tym łatwiej jej rozrywać gwiazdy”, dodaje Jonker. Biały karzeł to niewielka gwiazda o dużej sile przyciągania. Tylko obiekt IMBH może rozerwać białego karła, zanim zostanie on wciągnięty pod horyzont zdarzeń. Astronomowie często obserwują pochłanianie różnego rodzaju gwiazd przez czarne dziury. Światło emitowane w czasie tego procesu może wskazywać na skład pierwiastkowy gwiazdy: jeśli jest ona zbudowana z helu, można być pewnym, że oglądane zjawisko to śmierć białego karła.
Fast food
Choć proces ten jest niezwykle szybki – trwa kilka dni – zespołowi projektu udało się wypatrzeć kilka możliwych przykładów. „Nadal nie jesteśmy pewni, że zaobserwowaliśmy takie zdarzenia. Nawet całkiem prawdopodobne przypadki mają alternatywne wyjaśnienia, których nie możemy na razie wykluczyć”, wyjaśnia. Prace były wspierane przez Europejską Radę ds. Badań Naukowych. „Bardzo nam to pomogło”, mówi Jonker. „Bez tego finansowania nie bylibyśmy w stanie przeprowadzić badań”. Jonker i jego zespół nadal szukają dowodów na istnienie obiektów typu IMBH, opierając się na zdjęciach wykonanych z satelitów i zapisach fal grawitacyjnych. Według niego prace te są niezbędne do zrozumienia, jak powstają supermasywne czarne dziury – takie jak ta w centrum Drogi Mlecznej – i dlaczego ich wzrost jest tak szybki.
Słowa kluczowe
imbh, czarna dziura o masie pośredniej, biały karzeł, supermasywna, zupa, hel
