Nowoodkryty obiekt ma masę szacowaną na niewyobrażalne 36 miliardów mas Słońca. Co ciekawe, ten gigant pozostaje w stanie uśpienia – nie pochłania aktywnie materii ze swojego otoczenia, co znacząco utrudnia jego wykrycie. Dla zrozumienia skali warto wspomnieć, że czarna dziura Sagittarius A* w centrum Drogi Mlecznej waży zaledwie 4,15 miliona mas Słońca. Oznacza to, że nowoodkryty kolos jest około 10 tysięcy razy masywniejszy od naszej własnej supermasywnej czarnej dziury.
Ten ultramasywny obiekt znajduje się w systemie znanym jako Kosmiczna Podkowa, który stanowi doskonały przykład zjawiska soczewkowania grawitacyjnego. Masa galaktyki macierzystej jest tak ogromna, że zakrzywia czasoprzestrzeń wokół siebie, tworząc spektakularny pierścień Einsteina widziany z Ziemi. Badacze z University of Portsmouth, którzy dokonali odkrycia, podkreślają wyjątkowość znaleziska. Ta czarna dziura znajduje się blisko teoretycznej górnej granicy możliwej masy tego typu obiektów.
Czytaj także: To największa tego typu struktura we Wszechświecie. Naukowcy nie wiedzą, jak powstała
Uśpione czarne dziury to obiekty szczególnie trudne do wykrycia, ponieważ nie pochłaniają aktywnie materii. W przeciwieństwie do swoich aktywnych odpowiedników, które świecą jasno dzięki rozgrzanemu dyskowi akrecyjnemu, uśpione giganty pozostają praktycznie niewidoczne. Nasza rodzima Sagittarius A* również należy do tej kategorii, choć jej masa jest nieporównywalnie mniejsza. Sam fakt, że naukowcom udało się wykryć i zmierzyć tak odległy, nieaktywny obiekt, świadczy o przełomowym charakterze zastosowanej metody.
Nowy sposób polowania na czarne dziury
Tradycyjne metody detekcji polegają na obserwacji materii opadającej na czarną dziurę. Zespół badawczy opracował jednak nowatorskie podejście, łączące analizę soczewkowania grawitacyjnego z kinematyką gwiazd. Metoda wykorzystuje dwa kluczowe efekty: zakrzywienie światła przechodzącego w pobliżu masywnego obiektu oraz niezwykle dynamiczny ruch gwiazd w wewnętrznych regionach galaktyki. Analiza wykazała bowiem, że owe gwiazdy poruszają się z prędkościami do 400 kilometrów na sekundę.
Połączenie tych pomiarów pozwala na precyzyjniejsze określenie masy czarnej dziury niż dotychczasowe techniki. To szczególnie istotne w przypadku tak odległych systemów. W ich przypadku tradycyjne metody często obarczone są znacznymi niepewnościami. Warto jednak pamiętać, że mimo większej precyzji, każde takie oszacowanie w astronomii ma swoje ograniczenia.
Kosmiczny teleskop grawitacyjny
Kosmiczna Podkowa jest zatem swoistym naturalnym laboratorium. Galaktyka znajdująca się na pierszym planie pełni rolę gigantycznej soczewki, zakrzywiając światło z bardziej odległej galaktyki znajdującej się w tle. Efektem jest niemal idealny pierścień Einsteina, który działa jak kosmiczny teleskop. To zjawisko nie tylko umożliwia obserwację odległych obiektów, ale także pozwala na precyzyjne pomiary masy obiektów soczewkujących. Wcześniejsze badania z 2008 roku już wskazywały na niezwykłą masywność tego systemu. Szacunki masy w obrębie pierścienia Einsteina wynosiły wtedy około 5,02 × 10^12 mas Słońca, co plasowało go wśród najmasywniejszych znanych struktur kosmicznych.
Galaktyka kopalna i ewolucja czarnych dziur
Wszystko wskazuje na to, że galaktyka soczewkująca reprezentuje fascynujący etap kosmicznej ewolucji zwany grupą kopalną. To końcowe stadium rozwoju najmasywniejszych struktur związanych ze sobą grawitacyjnie. Na tym etapie wszystkie galaktyki towarzyszące zostały wchłonięte przez jedną centralną galaktykę. To niezwykle istotne, bowiem gdy galaktyki się ze sobą łączą, ich centralne czarne dziury również ulegają fuzji, tworząc coraz masywniejsze obiekty. W przypadku Kosmicznej Podkowy prawdopodobnie wszystkie pierwotne supermasywne czarne dziury połączyły się w obecnego giganta.
Ten proces odgrywa też ważną rolę w regulacji powstawania gwiazd w galaktykach. Gdy czarne dziury rosną i przekształcają się w aktywne kwazary, mogą wyrzucać ogromne ilości energii, która powstrzymuje zapadanie się obłoków gazu w nowe gwiazdy, hamując dalszy wzrost galaktyki.
Co dalej z kosmicznym gigantem
Wyniki badań opublikowano 7 sierpnia w prestiżowym periodyku Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Odkrycie otwiera nowe możliwości w astronomii, szczególnie w poszukiwaniu ukrytych, nieaktywnych czarnych dziur w kosmosie. Nowa metoda detekcji może znacząco poszerzyć naszą wiedzę o rozmieszczeniu i właściwościach najmasywniejszych obiektów we Wszechświecie. Dotychczasowe badania były ograniczone głównie do obserwacji aktywnych czarnych dziur, które prawdopodobnie stanowią jedynie ułamek całej populacji.
Czytaj także: Prawdziwa rzadkość w przestrzeni kosmicznej. Oto czarna dziura o masie pośredniej i to w trakcie posiłku
Co ciekawe, odkrycie to było poniekąd przypadkowe – nastąpiło podczas badań rozkładu ciemnej materii w galaktyce. To sugeruje, że we Wszechświecie może czaić się znacznie więcej podobnych olbrzymów, czekających na odkrycie dzięki przyszłym misjom obserwacyjnym i udoskonalonym technikom pomiarowym. Mimo entuzjazmu warto jednak zachować naukową ostrożność. Choć nowa czarna dziura wydaje się rekordzistką, inne pomiary masy czarnych dziur często obarczone są znacznymi niepewnościami. Ostateczne potwierdzenie statusu najmasywniejszej czarnej dziury będzie wymagało dalszych obserwacji i porównań z innymi kandydatkami do tego tytułu.