Tähtitieteilijät ovat kiehtoneet globulleista klustereista siitä lähtien, kun niitä havaittiin ensimmäisen kerran 1700-luvulla. Nämä pallomaiset tähtikokoelmat ovat maailmankaikkeuden vanhimpia tunnettuja tähtijärjestelmiä, jotka juontavat juurensa varhaiseen universumiin, jolloin galaksit olivat vasta alkamassa kasvaa ja kehittyä. Tällaiset klusterit kiertävät useimpien galaksien keskuksia, ja yli 150 tiedetään kuuluvan yksin Linnunrataan.
Yksi näistä klustereista tunnetaan nimellä NGC 3201, klusteri, joka sijaitsee noin 16 300 valovuoden päässä Velan eteläisessä tähdistössä. Käyttämällä ESO: n erittäin suurta kaukoputkea (VLT) Paranal-observatoriossa Chilessä, ryhmä tähtitieteilijöitä tutki hiljattain tätä klusteria ja huomasi jotain erittäin mielenkiintoista. Heidän julkaiseman tutkimuksen mukaan tässä klusterissa näyttää olevan upotettu musta reikä.
Tutkimus ilmestyi Kuukausittaiset ilmoitukset Royal Astronomical Society -tapahtumasta otsikolla ”Irrotettu tähtimassan musta aukko-ehdokas globaalissa klusterissa NGC 3201”. Tutkimusta johti Benjamin Giesers Göttingenin Georg-August-yliopistosta. Tutkimukseen osallistui jäseniä Liverpool John Moores -yliopistosta, Lontoon Queen Mary -yliopistosta, Leidenin observatoriosta, Astrofysiikan ja avaruustieteiden instituutista, ETH Zürichistä ja Leibniz-instituutista. joukkueelle Astrophysics Potsdam (AIP).
Tutkimuksensa vuoksi ryhmä luottaa VLT: n Multi Unit Spectroscopic Explorer (MUSE) -laitteeseen tarkkailla NGC 3201. Tämä instrumentti on ainutlaatuinen siksi, että sen avulla tähtitieteilijät voivat mitata tuhansien kaukana olevien tähtien liikkeet samanaikaisesti. . Havaintojensa aikana ryhmä havaitsi, että yhtä klusterin tähtiä heilutettiin ympäri useiden satojen kilometrien tunnissa nopeudella 167 päivän ajan.
Kuten Giesers selitti ESO: n lehdistötiedotteessa:
“Se kiertää jotain täysin näkymätöntä, jonka massa oli yli neljä kertaa aurinkoisempi - tämä voi olla vain musta aukko! Ensimmäinen löydetty pallomaisesta klusterista tarkkailemalla suoraan sen painovoimaa.”
Tämä havainto oli melko odottamaton, ja se on ensimmäinen kerta, kun tähtitieteilijät ovat pystyneet havaitsemaan passiivisen mustan aukon pyöreän klusterin sydämessä - tarkoittaen, että se ei tällä hetkellä kerrota ainetta tai sitä ympäröi hehkuva kaasulevy. He myös pystyivät arvioimaan mustan aukon massan mittaamalla tähden liikkeet sen ympärillä ja ekstrapoloimalla sen valtava painovoimavetämä.
Havaittujen ominaisuuksiensa perusteella joukkue päätti, että nopeasti liikkuva tähti on noin 0,8-kertainen aurinkoomme massaan ja sen mustan aukon vastineen massa on noin 4,36-kertainen auringon massaan nähden. Tämä asettaa sen "tähtimassan mustan aukon" luokkaan, jotka ovat tähtiä, jotka ylittävät neutronitähteiden enimmäismassaerän, mutta ovat pienempiä kuin supermassiiviset mustat aukot (SMBH) - joita esiintyy useimpien galaksien keskuksissa.
Tämä havainto on erittäin merkittävä, eikä vain siksi, että se oli ensimmäinen kerta, kun tähtitieteilijät havaitsivat tähtimassan mustan aukon pyöreässä klusterissa. Lisäksi se vahvistaa sen, mitä tutkijat ovat epäilleet jo muutama vuosi globaalien klustereiden äskettäisten radio- ja röntgentutkimusten ja gravitaatiosignaalien havaitsemisen ansiosta. Pohjimmiltaan se osoittaa, että mustat aukot ovat yleisempää ympyräklustereissa kuin aiemmin ajateltiin.
"Viime aikoihin asti oletettiin, että melkein kaikki mustat aukot katoavat pallomaisista klustereista lyhyen ajan kuluttua ja että tällaisten järjestelmien ei pitäisi edes olla olemassa!" sanoi Giesers. ”Mutta selvästi tämä ei ole tilanne - löytömme on ensimmäinen suora havaitseminen tähtimassan mustan aukon painovoimavaikutuksista pallomaisessa klusterissa. Tämä havainto auttaa ymmärtämään globaalien klustereiden muodostumista sekä mustien reikien ja binaaristen järjestelmien kehitystä - välttämättömiä gravitaatioaallolähteiden ymmärtämisen yhteydessä. "
Tämä löytö oli myös merkittävä, kun otetaan huomioon, että mustien aukkojen ja globaalien klustereiden välinen suhde on edelleen salaperäinen, mutta erittäin tärkeä. Suurten massojensa, pienten tilavuuksiensa ja suurten ikiensä vuoksi tähtitieteilijöiden mielestä klusterit ovat tuottaneet suuren määrän tähtimassan mustia reikiä maailmankaikkeuden historian aikana. Tämä löytö voisi siksi kertoa meille paljon globaalien klustereiden muodostumisesta, mustista reikistä ja gravitaatioaaltojen tapahtumien alkuperästä.
Ja muista nauttia tästä ESO-podcastista, joka selittää viimeaikaisen löytön:
