W Drodze Mlecznej odkryto tajemniczy obiekt. To najlżejsza czarna dziura lub najcięższa gwiazda neutronowa

W tym artykule:

1. Gwiazdy neutronowe i czarne dziury
2. Tajemnicza luka
3. Co można wyczytać z pulsara

Około 40 tys. lat świetlnych od Słońca znajduje się duża grupa gwiazd. Setki tysięcy słońc tworzą gromadę kulistą NGC 1851 leżącą w gwiazdozbiorze Gołębia. W większości zgrupowanie to składa się ze starych gwiazd, upakowanych bardzo gęsto. Gwiazdy te oddziałują na siebie grawitacyjnie, a w skrajnych przypadkach – nawet zderzają się ze sobą.

Być może rezultatem takiego zderzenia jest dziwny obiekt, który został właśnie odkryty w gromadzie NGC 1851. Międzynarodowy zespół naukowców opisał go w artykule opublikowanym w czasopiśmie naukowym „Science”. Obiekt ten stanowi zagadkę. To może być gwiazda neutronowa, czarna dziura albo nieznany jeszcze, egzotyczny rodzaj słońca.

Gwiazdy neutronowe i czarne dziury

Jednym z najważniejszych parametrów opisujących planety i gwiazdy jest ich masa. Od niej zależy na przykład, co stanie się z gwiazdą, gdy w jej wnętrzu przestanie zachodzić już fuzja jądrowa. Jeśli słońce jest odpowiednio masywne, jego końcem może być supernowa – spektakularny wybuch, w którym gwiazda odrzuca swoje zewnętrzne warstwy. Pozostaje po niej ultragęste jądro, gwiazda neutronowa. Najcięższe z nich mają masę odpowiadającą ok. dwóm masom Słońca.

W miejscach takich jak gromada NGC 1851 zdarza się niekiedy, że dwie gwiazdy neutronowe zbliżą się do siebie. Może wówczas dojść do ich zderzenia i scalenia. W rezultacie masa powstającego obiektu przekracza wartość krytyczną i zapada się on grawitacyjnie. To jeden ze sposobów narodzin czarnej dziury. Najlżejsze z nich mają masę odpowiadającą ok. pięciu masom Słońca.

Tajemnicza luka

Jak widać, pomiędzy masą najcięższych gwiazd neutronowych a masą najlżejszych czarnych dziur istnieje wyraźna luka. Nigdy nie udało się znaleźć obiektu, który mieściłby się właśnie w niej. Czyli, którego masa wynosiłaby właśnie ok 3-4 mas Słońca.

Nie udało się to aż do teraz. Jak donoszą w „Science” badacze, w gromadzie NGC 1851 wykryli obiekt o masie od 2,01 do 2,7 mas Słońca. Czyli mieszczący się w środku opisanej wyżej luki.

Naukowcy nie zaobserwowali go bezpośrednio. Obiekt ten znajduje się w układzie podwójnym. Jest towarzyszem radiowego pulsara: wirującej gwiazdy neutronowej. Pulsar kręci się z zawrotną prędkością, obracając się 170 razy na sekundę. Regularnie wysyła w stronę Ziemi impulsy, które astronomowie zarejestrowali z pomocą południowoafrykańskiego radioteleskopu MeerKAT.

Powstał symulator czarnej dziury. To „gigantyczny kwantowy wir”

Jak badać czarne dziury – obiekty, które znajdują się bardzo daleko i na dodatek pochłaniają całe padające światło? Naukowcy spróbowali odtworzyć je w laboratorium. Wykorzystali do te...

Co można wyczytać z pulsara

Pulsary są niezwykle regularne. Superprecyzyjna rejestracja ich impulsów pozwala dowiedzieć się więcej o ich orbicie. W opisywanym tu przypadku okazało się, że pulsar ma ukrytego towarzysza. Może on być najcięższą znaną gwiazdą neutronową, najlżejszą znaną czarną dziurą – albo jeszcze czymś innym, o czym na razie nie mamy pojęcia.

– Każda z tych możliwości jest ekscytująca – mówi Ben Stappers, astrofizyk z Uniwersytetu Manchesteru, jeden z autorów badań. – Układ pulsar czarna dziura pozwoliłby testować różne teorie grawitacji, ciężka gwiazda neutronowa zaś zapewniłaby nowe spojrzenie na fizykę jądrową przy bardzo dużych gęstościach.

Z tego powodu astronomowie nadal zamierzają badać pulsar radiowy oraz jego tajemniczego towarzysza. – Jeszcze nie skończyliśmy z tym układem – zapowiada Arunima Dutta, współautorka pracy. – Odkrycie prawdziwej natury towarzysza pulsara będzie stanowiło punkt zwrotny w naszym rozumieniu gwiazd neutronowych, czarnych dziur i wszystkiego, co może czaić się pomiędzy – podsumowuje.

Źródła: Science, Live Science, EurekAlert, Science Alert

Nasz ekspert

Magdalena Salik

Dziennikarka naukowa i pisarka, przez wiele lat sekretarz redakcji i zastępczyni redaktora naczelnego magazynu „Focus". Wcześniej redaktorka działu naukowego „Dziennika. Polska, Europa, Świat”. Pasjami czyta i pisze, miłośniczka literatury popularnonaukowej i komputerowych gier RPG. Więcej: magdalenasalik.wordpress.com