צוות בינלאומי של אסטרונומים השתמש ביותר מ-500 תמונות מטלסקופ החלל האבל של נאס"א – המשתרע על פני שני עשורים של תצפיות – כדי לזהות שבעה כוכבים הנעים במהירות באזור הפנימי ביותר של צביר הכוכבים הכדורי אומגה קנטאורי, הצביר הכדורי הגדול והבהיר ביותר בעולם. שָׁמַיִם. כוכבים אלה מספקים עדויות משכנעות חדשות לנוכחות כוח המשיכה מחור שחור בעל מסה בינונית (IMBH) המושך בהם. רק כמה מועמדים אחרים של IMBH נמצאו עד היום. קרדיט: ESA/האבל, נאס"א, מקסימיליאן הברל (MPIA)
חור שחור חמקמק מוסתר בלב צביר הכוכבים
חורים שחורים הם דלתות המלכודת של היקום המובילות לתהום. בדרך כלל הם מגיעים בשני גדלים. הסוג הראשון הם כוכבים מסיביים מספיק כדי שכאשר הם נשרפים הם מתמוטטים עד לסינגולריות ששווה פי חמישה עד עשר ממסת השמש שלנו שנמחצה למשהו קטן יותר מהנקודה בסוף המשפט הזה.
הסוג השני הידוע הוא חורים שחורים מפלצתיים שהם פי מיליוני או אפילו מיליארדי מסה של השמש שלנו. הם שוכנים בלבבות האפלים של גלקסיות, זוללים כל כוכב שחולף בקרבת מקום. הם חייבים להיות קשורים באופן הדוק לימים הראשונים של היווצרות הגלקסיות.
מה שחמקמק הם מה שנקרא חורים שחורים בעלי מסה בינונית במשקל של מאות או כמה אלפי מסות שמש. האם הם "חוליה חסרה" ב חור שחור אבולוציה?
אחד המועמדים הטובים ביותר אורב במרכזו של צביר הכוכבים הכדורי הענק אומגה קנטאורי. מכיוון שלא ניתן לצפות ישירות בחורים שחורים, אסטרונומים חייבים להשתמש ב"זיהוי פלילי של כוכבים" על ידי מדידת האופן שבו כוח המשיכה של החור השחור משפיע על תנועות הכוכבים הסמוכים. ניתן להשתמש במהירויות כוכבים כדי להעריך את מסת החור השחור. ככל שכוכב זז מהר יותר, המשיכה מהחור השחור חזקה יותר.
זהו תהליך קפדני שרק ה טלסקופ החלל האבל יכול לעשות משהו רחוק כמו אומגה קנטאורי. אסטרונומים השתמשו ביותר מ-500 תמונות מהאבל – המשתרעות על פני שני עשורים של תצפיות – כדי לעקוב אחר תנועתם של שבעה כוכבים הנעים במהירות באזור הפנימי ביותר של צביר הכוכבים.
החור השחור באומגה קנטאורי מוערך פי 8,200 מהשמש שלנו. אם יאושר, הוא קרוב יותר לכדור הארץ מהחור השחור בעל מסה סולארית של 4.3 מיליון במרכז שביל החלב. החור השחור הזה נמצא במרחק של 26,000 שנות אור, בעוד שאומגה קנטאורי נמצאת במרחק של 17,700 שנות אור מאיתנו.
תמונה זו מציגה את המיקום של IMBH באומגה קנטאורי. אם יאושר, במרחק של 17,700 שנות אור החור השחור המועמד שוכן קרוב יותר לכדור הארץ מאשר החור השחור בעל מסה של 4.3 מיליון שמש במרכז שביל החלב, שנמצא במרחק של 26,000 שנות אור. מלבד המרכז הגלקטי, זה יהיה גם המקרה הידוע היחיד של מספר כוכבים הקשורים בקשר הדוק לחור שחור מסיבי.
תמונה זו כוללת שלושה לוחות. התמונה הראשונה משמאל מציגה את הצביר הכדורי אומגה קנטאורי, אוסף של אינספור כוכבים בצבע אדום, לבן וכחול על הרקע השחור של החלל. התמונה השנייה מציגה את הפרטים של האזור המרכזי של צביר זה, עם מבט מקרוב יותר של הכוכבים הבודדים. התמונה השלישית מציגה את מיקומו של מועמד IMBH באשכול.
קרדיט: ESA/האבל, נאס"א, מקסימיליאן הברל (MPIA)
טלסקופ החלל האבל מצא הוכחות חזקות לחור שחור בעל מסה בינונית באומגה קנטאורי
החורים השחורים הידועים ביותר הם מסיביים ביותר, כמו החורים השחורים העל-מאסיביים השוכנים בליבות של גלקסיות גדולות, או קלים יחסית, בעלי מסה של פחות מ-100 מזו של השמש. חורים שחורים בעלי מסה בינונית (IMBHs) הם נדירים, עם זאת, והם נחשבים ל"חוליות חסרות" נדירות באבולוציה של החורים השחורים.
כעת, צוות בינלאומי של אסטרונומים השתמש ביותר מ-500 תמונות מ נאס"אטלסקופ החלל האבל – המשתרע על פני שני עשורים של תצפיות – כדי לחפש עדויות לחור שחור בעל מסה בינונית על ידי מעקב אחר תנועתם של שבעה כוכבים הנעים במהירות באזור הפנימי ביותר של צביר הכוכבים הכדורי אומגה קנטאורי.
כוכבים אלה מספקים עדויות משכנעות חדשות לנוכחות כוח המשיכה מחור שחור בעל מסה בינונית המושך בהם. רק כמה מועמדים אחרים של IMBH נמצאו עד היום.
אומגה קנטאורי מורכבת מכ-10 מיליון כוכבים הקשורים בכבידה. הצביר מסיבי בערך פי 10 מצבירים כדוריים גדולים אחרים – מסיבי כמעט כמו גלקסיה קטנה.
מחקרים ותגליות על IMBH
בין השאלות הרבות שמדענים רוצים לענות: האם יש IMBHs, ואם כן, עד כמה הם נפוצים? האם חור שחור סופר מסיבי צומח מ-IMBH? כיצד נוצרים IMBHs עצמם? האם צבירי כוכבים צפופים הם הבית המועדף עליהם?
תמונה זו מציגה את האזור המרכזי של הצביר הכדורי אומגה קנטאורי, שבו נמצא המועמד ל-IMBH. קרדיט: ESA/האבל, נאס"א, מקסימיליאן הברל (MPIA)
האסטרונומים יצרו כעת קטלוג עצום עבור תנועות הכוכבים הללו, מודדים את המהירויות עבור 1.4 מיליון כוכבים שנלקטו מתמונות האבל של הצביר. רוב התצפיות הללו נועדו לכייל את המכשירים של האבל ולא לשימוש מדעי, אבל התברר שהן בסיס נתונים אידיאלי למאמצי המחקר של הצוות.
"גילינו שבעה כוכבים שלא צריכים להיות שם", הסביר מקסימיליאן הברל ממכון מקס פלנק לאסטרונומיה בגרמניה, שהוביל את החקירה הזו. "הם נעים כל כך מהר שהם היו בורחים מהאשכול ולא יחזרו לעולם. ההסבר הסביר ביותר הוא שעצם מאסיבי מאוד מושך את הכוכבים הללו באופן כבידתי ושומר אותם קרוב למרכז. העצם היחיד שיכול להיות כל כך מסיבי הוא חור שחור, עם מסה לפחות פי 8,200 מזו של השמש שלנו".
השלכות ומשמעות היסטורית של התגלית
מספר מחקרים הציעו נוכחות של IMBH באומגה קנטאורי. עם זאת, מחקרים אחרים הציעו שהמסה יכולה להיות תרומה על ידי צביר מרכזי של חורים שחורים בעלי מסה כוכבית, והציעו שהיעדר כוכבים הנעים במהירות מעל למהירות הבריחה הדרושה גרם ל-IMBH פחות סביר בהשוואה.
"תגלית זו היא העדות הישירה ביותר עד כה ל-IMBH באומגה קנטאורי", הוסיפה ראש הצוות נדין נוימאייר ממכון מקס פלנק לאסטרונומיה בגרמניה, שיזמה את המחקר, יחד עם אניל סת' מאוניברסיטת יוטה, סולט לייק. עִיר. "זה מרגש כי ידועים רק מעט מאוד חורים שחורים אחרים בעלי מסה דומה. החור השחור באומגה קנטאורי עשוי להיות הדוגמה הטובה ביותר ל-IMBH בשכונה הקוסמית שלנו."
אם יאושר, במרחק של 17,700 שנות אור החור השחור המועמד שוכן קרוב יותר לכדור הארץ מאשר החור השחור בעל מסה 4.3 מיליון שמש במרכז שביל החלב, הממוקם במרחק של 26,000 שנות אור.
אומגה קנטאורי נראית מכדור הארץ בעין בלתי מזוינת והיא אחד מהעצמים השמימיים האהובים על צופים בכוכבים החיים בחצי הכדור הדרומי. ממוקם ממש מעל למישור שביל החלב, הצביר נראה גדול כמעט כמו הירח המלא כאשר רואים אותו מאזור כפרי חשוך. הוא נרשם לראשונה בקטלוג של תלמי לפני כמעט 2,000 שנה ככוכב יחיד. אדמונד האלי דיווח עליה כערפילית בשנת 1677. בשנות השלושים של המאה ה-19 האסטרונום האנגלי ג'ון הרשל היה הראשון שזיהה אותה כצביר כדורי.
מאמר הגילוי בראשות Häberle et al. פורסם באינטרנט ב-10 ביולי בכתב העת טֶבַע.
טלסקופ החלל האבל פועל כבר למעלה משלושה עשורים וממשיך לגלות תגליות פורצות דרך שמעצבות את ההבנה הבסיסית שלנו על היקום. האבל הוא פרויקט של שיתוף פעולה בינלאומי בין נאס"א ו-ESA (סוכנות החלל האירופית). מרכז טיסות החלל גודארד של נאס"א בגרינבלט, מרילנד, מנהל את פעולות הטלסקופ והמשימה. לוקהיד מרטין ספייס, שבסיסה בדנבר, קולורדו, תומכת גם בפעולות המשימה בגודארד. ה המכון למדע טלסקופ החלל בבולטימור, מרילנד, המופעלת על ידי איגוד האוניברסיטאות למחקר באסטרונומיה, עורכת פעולות מדעיות של האבל עבור נאס"א.
