Najnowsze badania wskazują, że w naszej galaktyce znajduje się przynajmniej jedna swobodna czarna dziura. To pierwszy tego typu obiekt zaobserwowany w Drodze Mlecznej. Wśród odkrywców tego rzadkiego zjawiska znajdują się naukowcy z Obserwatorium Astronomicznego Uniwersytetu Warszawskiego, zaangażowani w projekt OGLE.
Czarne dziury to jedne z najbardziej tajemniczych obiektów, które znane są astronomii. Zjawiska te są niesamowicie trudne w badaniu i obserwacji, w szczególności gdy występują samodzielnie i nie emitują sygnałów. Naukowcom udało się wpaść na trop takiej czarnej dziury i wykonać jej pomiary.
Zakrzywianie światła
Do obserwacji nieświecących ciał niebieskich wykorzystywana jest technika mikrosoczewkowania grawitacyjnego. Wykorzystuje ona właściwość masywnych obiektów do zakrzywiania i skupiania promieni światła. Jeśli światło docierające do Ziemi z odległej gwiazdy napotka na swojej drodze takie ciało, obserwator zobaczy charakterystyczne, zmienne w czasie pojaśnienie źródła - jest to tzw. zjawisko mikrosoczewkowania.
Jednym z najważniejszych ośrodków badawczych wykorzystujących technikę mikrosoczewkowania grawitacyjnego jest Obserwatorium Astronomiczne Uniwersytetu Warszawskiego. Od 1992 roku prowadzi ono projekt naukowy The Optical Gravitational Lensing Experiment (OGLE) pod kierownictwem profesora Andrzeja Udalskiego. Do tej pory w ramach inicjatywy odkryto aż 22 tysiące zjawisk mikrosoczewkowania.
Na tropie czarnej dziury
Pojaśnienie pochodzące z czarnej dziury zostało po raz pierwszy zaobserwowane 2 czerwca 2011 roku przez naukowców z programu OGLE. Istnienie zjawiska potwierdził jeszcze jeden projekt badawczy wykorzystujący technikę mikrosoczewkowania grawitacyjnego, nowozelandzko-japoński Microlensing Observations in Astrophysics (MOA).
Przez dziewięć kolejnych lat obiekt był regularnie monitorowany. Badacze zebrali 15 545 precyzyjnych pomiarów jasności zjawiska. Do obserwacji włączył się także tym zespół astronomów ze Space Telescope Science Institute, którzy zwrócili w jego stronę czujne oko Kosmicznego Teleskopu Hubble'a. W ten sposób wykonano astrometryczne pomiary zjawiska, możliwe z uwagi na wysoką masę obiektu. Badania obiektu przeprowadził również niezależny zespół naukowców z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Berkeley.
Kilkukrotnie masywniejsza od Słońca
Jak wskazały wyniki modelowania, tajemniczy obiekt mógł być jedynie swobodną czarną dziurą, ukrytą wewnątrz Drogi Mlecznej. Jak tłumaczy dr Przemysław Mróz, członek zespołu OGLE, który uczestniczył w modelowaniu zjawiska, światło zwyczajnej gwiazdy o takiej masie byłoby z łatwością zarejestrowane. Wskazuje to, że mamy do czynienia z obiektem nieświecącym, czyli swobodną czarną dziurą o masie gwiazdowej. W zależności od wyliczeń naukowcy szacują, że obiekt ma masę od 4,2 do 7 razy większą od naszego Słońca.
Odkrycie pierwszej swobodnej czarnej dziury w Drodze Mlecznej stanowi przełom w badaniu tych rzadkich obiektów. Naukowcy przypuszczają, że w naszej galaktyce kryje się znacznie więcej tego typu obiektów, a przyszłe obserwacje powinny umożliwić detekcję większej ich liczby. Prof. Andrzej Udalski wyjaśnia również, że odkrycie to kończy pewien etap w rozwoju techniki mikrosoczewkowania grawitacyjnego.
- Tą metodą udało się dotychczas oszacować zawartość tzw. ciemnej materii w galaktyce, odkryć pozasłoneczne układy planetarne oraz planety swobodne. Odkrycie swobodnej czarnej dziury to długo oczekiwane zakończenie kolejnego podstawowego zakresu badań - mikrosoczewkowania przez obiekty bardzo masywne - opowiada Udalski.
Źródło: UW
Źródło zdjęcia głównego: NASA, STScl, FECYT, IAC