A csillagászokat már a 17. század óta megfigyelték a gömbös klaszterek. Ezek a gömb alakú csillaggyűjtemények az univerzum legrégebbi ismert csillagrendszerei közé tartoznak, amelyek a korai világegyetemre nyúlnak vissza, amikor a galaxisok még csak kezdett növekedni és fejlődni. Az ilyen klaszterek a legtöbb galaxis központját keringik, és ismert, hogy több mint 150 csupán a Tejúthoz tartozik.
Az egyik ilyen klaszter NGC 3201 néven ismert, egy olyan klaszter, amely körülbelül 16 300 fényévre fekszik a Vela déli konstellációjában. Az ESO nagyon nagy távcsövével (VLT) a chilei Paranal obszervatóriumban egy csillagászok egy csoportja nemrégiben tanulmányozta ezt a klasztert, és észrevett valami nagyon érdekes dolgot. A kiadott tanulmány szerint úgy tűnik, hogy ebben a klaszterben fekete lyuk van beágyazva.
A tanulmány a A Királyi Csillagászati Társaság havi értesítései cím alatt: „Elkülönített csillagtömegű fekete lyukjelölt az NGC 3201 gömbcsomóban”. A tanulmányt Benjamin Giesers vezette a Göttingeni Georg-August-Egyetemen, és tagjai voltak a Liverpool John Moores Egyetemen, a Londoni Queen Mary Egyetemen, a Leideni Megfigyelő Intézetnél, az Asztrofizikai és Űrtudományi Intézetnél, az ETH Zürichnél és a Leibniz Intézetnél. az Astrophysics Potsdam (AIP) számára.
Vizsgálataik érdekében a csapat a VLT-n lévő Multi Unit Spectroscopic Explorer (MUSE) műszerre támaszkodott, hogy megfigyelje az NGC 3201-et. Ez a műszer egyedülálló, mivel lehetővé teszi a csillagászoknak, hogy egyidejűleg mérjék több ezer távoli csillag mozgását. . Megfigyeléseik során a csoport megállapította, hogy az egyik klaszter csillagja óránként több száz kilométer sebességgel és 167 napos időközönként repült körül.
Amint Giesers egy ESO sajtóközleményében kifejtette:
“Körözött valamit, amely teljesen láthatatlan volt, amelynek tömege több, mint a Nap négyszerese - ez csak egy fekete lyuk lehet! Az első egy gömb alakú klaszterben található, közvetlenül megfigyelve annak gravitációs vonzását.”
Ez a felfedezés meglehetősen váratlan volt, és ez az első alkalom, amikor a csillagászok egy inaktív fekete lyukat fedeztek fel a gömbös klaszter közepén - ami azt jelenti, hogy jelenleg nem akkumulátor anyag, vagy egy izzó gázkorong veszi körül. Arra is képesek voltak becsülni a fekete lyuk tömegét, hogy megmérik a csillag mozgását körülötte, és így extrapolálják annak hatalmas gravitációs vonzását.
Megfigyelt tulajdonságai alapján a csapat megállapította, hogy a gyorsan mozgó csillag a Nap tömegének körülbelül 0,8-szorosa és fekete lyukának megfelelő tömege körülbelül 4,36-szorosa a Nap tömegének. Ez belekerül a „csillagtömegű fekete lyuk” kategóriába, amelyek olyan csillagok, amelyek meghaladják a neutroncsillagok maximális tömegát, de kisebbek, mint a szupermasszív fekete lyukak (SMBH-k) - amelyek a legtöbb galaxis központjában léteznek.
Ez a megállapítás rendkívül jelentős, és nem csak azért, mert ez volt az első alkalom, hogy a csillagászok csillag-tömegű fekete lyukat észleltek egy gömb alakú klaszterben. Ezenkívül megerősíti azt, amit a tudósok már néhány éve gyanítanak, a közelmúltbeli röntgen- és röntgen-kutatásoknak köszönhetően a gömbös klasztereknek és a gravitációs hullámjelek detektálásának. Alapvetően azt jelzi, hogy a fekete lyukak gyakrabban fordulnak elő a gömbös klaszterekben, mint azt korábban gondolták.
"A közelmúltig azt feltételezték, hogy szinte minden fekete lyuk rövid idő után eltűnik a gömbös klaszterekből, és hogy ilyen rendszereknek nem is kell létezniük!" - mondta Giesers. „De nyilvánvalóan nem erről van szó - felfedezésünk egy gömb alakú klaszterben lévő csillag-tömegű fekete lyuk gravitációs hatásainak első közvetlen detektálása. Ez a megállapítás segíti a globális klaszterek kialakulásának, valamint a fekete lyukak és a bináris rendszerek fejlődésének megértését - ez a gravitációs hullámforrások megértése szempontjából létfontosságú. "
Ez a megállapítás azért is jelentős volt, mivel a fekete lyukak és a gömbös klaszterek közötti kapcsolat továbbra is rejtélyes, de rendkívül fontos. Magas tömegük, kompakt volumenük és nagy koruk miatt a csillagászok úgy vélik, hogy a klaszterek nagy számú csillagtömegű fekete lyukat hoztak létre az Univerzum története során. Ez a felfedezés tehát sokat mondhat nekünk a gömbös klaszterek kialakulásáról, a fekete lyukakról és a gravitációs hullám eseményeinek eredetéről.
És mindenképpen élvezze ezt az ESO podcastot, amely a közelmúlt felfedezését magyarázza:
