Hubble otkriva prvu od nedostajućih crnih jama u zvijezdanim jatima

Detalji: Kategorija: Crne rupe; Datum kreiranja: ponedeljak, 03 avgust 2026 13:02; Autor Astronomski magazin

Ovaj je članak objavljen i na Hubbleovom i na Webbovom sajtu, ali priložena slika je isključivo Hubbleova.

Velika slika ima oko 188 milijuna piksela i skoro 200 MB podataka (jpg), ali vrijedi je pogledati u svome njenom sjaju! Sastavljena je od fotografija snimljenih kroz osam različitih Hubbleovih filtera.

Sudeći po prvoj slici, dvojni sustav o kojemu je ovdje riječ, nalazi se ili u samom središtu jata, ili u pravcu toga središta,

U tekstu nema ni riječi o hipotezi da Omega Kentaura i nije tipično zbijeno zvjezdano jato, već da se radi o ostacima jezgre jedne patuljaste galaktike koju je Mliječni Put davno apsorbirao i uglavnom razorio. Ta je hipoteza imala i nekih dobrih osnova.

Priredio i prilagodio:
Zoran Knez
AstroMosor

NedostajuceCJ1

HUBBLE OTKRIVA PRVU OD NEDOSTAJUĆIH CRNIH JAMA U ZVJEZDANIM JATIMA

Astronomi se već desetljećima iščuđavaju nad Omegom Kentaura, masivnim zbijenim (kuglastim) zvjezdanim jatom. Ono bi trebalo biti puno crnih jama, preostalih nakon eksplozija zvijezda, pa ipak za takvo što ima malo dokaza. Astronomi su sada uporabili arhivirane podatke prikupljene NASA-inim Svemirskim teleskopom Hubble i rezultate novijih promatranja provedenih također NASA-inim Svemirskim teleskopom James Webb, kako bi njima konačno u tome skupu zvijezda po prvi put locirali jednu crnu jamu stelarne mase. To otkriće dosad nedostajuće populacije crnih jama će pomoći da se utočne postojeće teorije o nastanku crnih jama u okolišima poput onoga u Omegi Kentaura. Istraživanje je opisano u broju Pisama Astrofizikalnog dnevnika objavljenom 13. srpnja.

Omega Kentaura sadrži 10 milijuna gravitacijski povezanih zvijezda. Premda su astronomi Hubbleom već ranije bili pronašli naznake da se u njegovu središtu skriva jedna crna jama srednje mase, modeli sugeriraju da bi u tome zvjezdanom jatu trebalo postojati i oko 10 tisuća manjih crnih jama, s masama kao u zvijezda. Ta je značajna populacija izmicala opažanju u svim ranije provednim istraživanjima, koja su se oslanjala na mjerenje radijalnih brzina (zvijezda) ili koja su tragala za radiovalnom i rendgenskom emisijom iz tvari koja bi upadala prema tamošnjim crnim jamama.

Ovo novo otkriće je ostvareno jednim novim pristupom, poznatima kao astrometrija, kojim se mjere vrlo mali pomaci zvijezda. Prosijavši podatke prikupljane Hubbleom tijekom više od 20 godina i uključivši nove Webbove podatke kako bi astrometrija bila što preciznija, istraživački tim je pronašao jednu zvijezdu koja orbitira oko jednog nevidljivog objekta, toliko teškog da on mora biti crna jama. Nazvana oMEGACat BH-2, ona je prva crna jama stelarne mase uočena u Omegi Kentaura, koja usto posjeduje i neka iznenađujuća svojstva. Njena masa je manja od očekivane i, zajedno sa svojom vidljivom pratiljom, ona pokazuje najduži orbitalni period od svih dosad otkrivanih dvojih sustava koji sadrže crnu jamu.

"Ovim Hubbleovim i Webbovim podacima smo uspjeli uočiti gibanje te vidljive zvijezde glavnog niza, koja je dio dvojnog sustava. Od nas je udaljena oko 18 tisuća svjetlosnih godina i nalazi se u gusto napučenoj Omegi Kentaura", kaže Matthew Whitaker, istraživač iz Sveučilišta Utaha u Salt Lake Cityju, prvi autor spomenutog znanstvenog rada. "Preciznost ovih mjerenja je nevjerojatna, do djelića pikselâ na Hubbleovim i Webbovim slikama! Bez tih dvaju teleskopa ne bismo mogli pronaći ovu crnu jamu."

Ti rezultati su nadogradnja jednom ranijem istraživanju, kojega je provela druga skupina znanstvenika, a koje je dalo naslutiti da taj dvojni sustav sadrži neutronsku zvijezdu. Proširivši Hubbleove podatke koji su tom prilikom bili iskorišteni ranije arhiviranim Hubbleovom astrometrijskim izmjerama, načinjenima 2002. i 2023. g, te uključivši i Webbove podatke dobivene u bliskoinfracrvenom pojasu, tim kojega su predvodili istraživači Sveučilišta Utaha je bio u mogućnosti bolje suziti granice moguće mase tamnog pratioca vidljive zvijezde. Time je isključena mogućnost da se radi o neutronskoj zvijezdi.

"I dok smo već otprije znali da (vidljiva) zvijezda ima masu od 0,78 Sunčevih masa, sada možemo izračunati i masu crne jame, koja iznosi 4,46 Sunčevih masa. To je čini preteškom da bi mogla biti riječ o neutronskoj zvijezdi. Međutim, ta njena masa je puno manja od onoga što smo očekivali u jednom metalima tako siromašnom okolišu kao što je Omega Kentaura. To je i iznenađujuće i vrlo uzbuljivo", kaže Anil Seth, istraživač iz Sveučilišta Utaha i jedan od autora spomenutog znanstvenog rada. "Sada znamo da i metalima siromašne zvijezde mogu proizvesti ovakvu crnu jamu, pa trebamo dokučiti kako se to događa. Ova detekcija pruža važne podatke onima koji rade na modeliranju tih procesa."

Nakon dugog čekanja

Na temelju tih preciznih Hubbleovih i Webbovih podataka, tim je bio u mogućnosti iscrtati putanju zvijezde tijekom 20 godina, za njenog najvećeg približavanja crnoj jami s kojom čini dvojni sustav. U tome se razdoblju zvijezda gibala najbrže. Iz obilja podataka kojima su raspolagali, istraživači su izračunali da vidljiva zvijezda obiđe oMEGACat BH-2 jednom u svake 94 godine. To je najduži ophodni period za neki dvojni sustav koji sadrži crnu jamu.

Taj dugi period sugerira i porijeklo ovog dvojnog sustava. On je vjerojatno dinamičkog porijekla, što znači da zvijezda i njena crna jama nisu otpočetka zajedno, već da su umjesto toga nabasale jedna na drugu unutar jata. Istraživači su izračunali da sustavi poput oMEGACat BH-2 ne mogu ostati na okupu više od milijarde godine jer će ih susreti s drugim zvijezdama prije toga razdvojiti. To je vrijeme puno kraće od starosti jata (koje iza sebe ima približno 12 milijardi godina).

"Važno je razumjeti populacije crnih jama u zbijenim jatima jer još uvijek postoji puno nejasnoća u vezi njihove fizike i nastanka", kaže Seth. "Posebice, od ključnog je značaja razumijevanje procesa nastanka crnih jama i naknadni dinamički nastanak dvojnih sustava. Ono utječe na našu sposobnost tumačenja i razumijevanja provala gravitacijskih valova. Smatramo da se komponente dvojnih sustava najčešće stapaju i pri tom proizvode gravitacijske valove upravo u okolišima kakav postoji unutar Omege Kentaura."

Ovo uočavanje crne jame stelarne mase oMEGACat BH-2 u Hubbleovim i Webbovim podacima, tek je prvo otkriće članica te teško uhvatljive populacije crnih jama u zbijenim zvjezdanim jatima.

"Nastavit ćemo promatrati Omegu Kentaura Hubbleom i Webbom, a proširit ćemo našu potragu za sličnim sustavima i na druga jata", kaže Whitaker. "Usto jedva čekamo lansiranje NASA-inog Svemirskog teleskopa Nancy Grace Roman! Taj će instrument snimati prenapučenu izbočinu naše galaktike, uključujući tu i samo njeno središte, i to razlučivošću sličnom onoj koju postiže Hubble, ali s puno širim vidnim poljem. Nadamo se da ćemo, zahvaljujući učestalim opservacijama koje će provoditi Roman, biti u stanju uočiti i druge ovakve dvojne sustave s crnim jamama."

NedostajuceCJ2