Svemirski teleskop Habl i svemirska rendgenska opservatorija Čandra su identifikovali mogući primer retke klase crnih rupa srednje veličine.

Svemirski teleskop Habl u više od tri decenije rada nastavlja da oblikuje naše fundamentalno razumevanje svemira. Nekoliko godina nakon lansiranja 1990. godine je otkrio da u centrima galaksija mogu da postoje supermasivne crne rupe, mase miliona ili milijardi puta veće od mase Sunca. Osi toga sadrže milione malih crnih rupa, mase manje od mase 100 Sunaca nastalih na kraju života masivnih zvezda.

Crne rupe srednje mase (intermediate-mass black holes -IMBH), između nekoliko stotina i nekoliko stotina hiljada veće mase od mase Sunca, su vidljive samo u plimskom poremećaju, kada progutaju zvezdu u prolazu, jer tada izlivaju bujicu zračenja.

Najnovija moguća IMBH, NGC 6099 HLX-1, uhvaćena pri obroku se nalazi na oko 40.000 svetlosnih godina od centra galaksije NGC 6099, na oko 450 miliona svetlosnih godina u sazvežđu Herkul. U jezgru galaksije se moguće nalazi trenutno neaktivna supermasivna crna rupa.

Na slici su eliptične galaksije NGC 6099 (dole levo) i NGC 6098 (gore desno). Ljubičasta mrlja u belom kvadratu je rendgenska emisija crne rupe srednje mase koja razara zvezdu u zvezdanom jatu. Bela tačka u centru je HLX-1.

Čandra je prvi put snimila ovaj izvor rendgenskih zraka 2009. godine. Razvoj je praćen pomoću ESA-ine svemirske rendgenske opservatorije XMM-Njutn.

„Izvori rendgenskih zraka sa tako ekstremnom luminoznošću su retki izvan jezgara galaksija i mogu biti ključ za identifikaciju IMBH. Između crnih rupa zvezdane mase i supermasivnih crnih rupa oni su karika koja nedostaje u njihovoj evoluciji ”, rekao je Ji-Či Čang sa Nacionalnog univerziteta Cing Hua, Hsinču, Tajvan i glavni autor.

Emisija rendgenskih zraka iz NGC 6099 HLX-1 ima temperaturu od 3 miliona stepeni, što je u skladu sa događajem plimskog poremećaja. Habl je oko crne rupe otkrio malo zbijeno jato zvezda međusobno udaljenih nekoliko svetlosnih meseci, što je dobar meni za nju.

HLX-1 je dostigla maksimalni sjaj 2012. godine, koji je opadao do 2023. godine. Optička i rendgenska posmatranja u tom periodu se nisu poklapala. Crna rupa je možda rastrgla zarobljenu zvezdu, stvarajući promenljivi disk plazme, ili je možda formirala disk koji treperi dok gas pada ka crnoj rupi.

„Ako IMBH jede zvezdu za koje vreme će da proguta njen gasoviti onotač? HLX-1 je 2009. godine bila prilično svetla, 2012. godine je bila oko 100 puta svetlijia a onda joj je sjaj pao”,rekao je Roberto Sorija iz Italijanskog nacionalnog instituta za astrofiziku, koautor studije. „Sada čekamo da vidimo da li će više puta da bljeska, ili je to bio početak i vrhunac, a sada opada dok ne se ne ugasi.”

Po teoriji IMBH su seme još većih crnih rupa. Crne rupe u centrima galaksija rastu gutajući manje crne rupe. Hablova posmatranja su otkrila da što je galaksija masivnija to je crna rupa veća. Satelitsk IMBH mogu da kruže u oreolu galaksije, da ne padaju u njen centar.

Po drugoj teoriji gasni oblaci u sredini oreola tamne materije u ranom univerzumu ne stvaraju prvo zvezde, već se direktno urušavaju u supermasivnu crnu rupu. ST Džejms Veb otkriva da su veoma udaljene crne rupe nesrazmerno masivnije u odnosu na galaksiju domaćina, što potvrđuje ovu ideju.

Može biti više raznolikosti u načinu formiranja crnih rupa. Supermasivne crne rupe koje se urušavaju unutar oreola tamne materije mogle bi da rastu na drugačiji način od onih u patuljastim galaksijama gde bi akrecija crnih rupa mogla biti preferirani mehanizam rasta.

Čandra i XMM-Njutn posmatraju mali deo neba, tako da ne vide često plimske poremećaje. Opservatorija Vera C. Rubin u Čileu, za istraživanje celog neba, mogla bi da detektuje ove događaje u optičkoj svetlosti na stotinama miliona svetlosnih godina udaljenosti.

Rad je objavljen u Astrophysical Journal.

Hubble

SVE JE FIZIKA Miša Bracić