Takie układy miały nie istnieć. Naukowcy odkryli coś dziwnego w otoczeniu czarnych dziur

Kosmiczne obserwatorium Gaia od lat mierzy położenie, prędkość i ruch ponad 1,5 miliarda gwiazd w naszym bezpośrednim otoczeniu. W tym czasie w danych obserwacyjnych naukowcy zidentyfikowali jednak nie tylko gwiazdy, ale także planetoidy i czarne dziury. Wśród tych ostatnich, dwie przykuły szczególną uwagę badaczy, bowiem istnienia takich obiektów nie tylko nikt się nie spodziewał, ale uważano dotychczas, że po prostu one nie istnieją.
Takie układy miały nie istnieć. Naukowcy odkryli coś dziwnego w otoczeniu czarnych dziur

Mowa tutaj o dwóch czarnych dziurach skatalogowanych pod numerem BH1 oraz BH2. Każda z tych czarnych dziur charakteryzuje się masą około dziesięciokrotnie większą od masy Słońca. Mamy tutaj zatem do czynienia z czarnymi dziurami gwiazdowymi, tj. powstałymi w wyniku eksplozji supernowej pod koniec życia bardzo masywnych gwiazd. Takich czarnych dziur we wszechświecie jest mnóstwo. Można zatem zadać pytanie, dlaczego istnienie tych czarnych dziur miałoby być małoprawdopodobne. Odpowiedź tkwi nie tyle w samej czarnej dziurze, ile w jej towarzyszu.

Obie czarne dziury zachowują się bowiem tak, jakby były składnikami układów podwójnych, w których drugim składnikiem jest gwiazda podobna do Słońca. Istnienie takiego układu jest już znacznie trudniejsze do wyjaśnienia.

Czytaj także: Duchy w centrum galaktyki. Zauważono nietypową zgodność

Nasza dotychczasowa wiedza wskazywała na to, że gwiazdy podobne do Słońca nie są w stanie przetrwać przejścia swojego masywnego towarzysza w stadium czarnej dziury. Zwykle w takim przypadku mniej masywna gwiazda albo wyrzucana jest z układu podwójnego całkowicie, albo jest pochłaniana przez masywną gwiazdę. Stąd i zakładano, że układ gwiazdowej czarnej dziury oraz gwiazdy podobnej do Słońca po prostu nie istnieje.

Skoro jednak Gaia odkryła BH1 oraz BH2, trzeba było znaleźć wyjaśnienie istnienia takiego nietypowego układu.

Naukowcy postanowili przyjrzeć się dokładniej ewolucji gwiazd o masie co najmniej 80 razy większej od masy Słońca. To właśnie tutaj udało się znaleźć informacje pozwalające wyjaśnić istnienie obserwowanych przez Gaię układów. Okazało się bowiem, że tak masywne gwiazdy pod koniec swojego życia wywiewają niezwykle duże ilości masy w przestrzeń międzygwiezdną. Dzięki temu gwiazda nie jest ostatecznie w stanie na tyle się rozrosnąć, aby pochłonąć swojego mniejszego towarzysza. Wtedy też dochodzi do eksplozji supernowej, po której pozostaje czarna dziura o masie kilku-kilkunastu mas Słońca.

Czytaj także: To będzie iście epicka zemsta kosmicznych rozmiarów. Akt gwiezdnego kanibalizmu

Skoro udało się ustalić, że układy tego typu istnieją, powstaje jedynie kwestia ustalenia, jak często mogą one występować. Analiza parametrów wykazała, że istnieje wiele scenariuszy, w których gwiazda na wystarczająco szerokiej orbicie może przetrwać eksplozję supernowej swojego masywnego towarzysza. Kluczowe dla przetrwania takiego układu jest to, aby wiatry emitowane przed eksplozją masywnej gwiazdy były na tyle silne, aby ograniczyć masę eksplodującej gwiazdy, a jednocześnie na tyle słabe, aby nie zniszczyć mniejszego towarzysza. Wychodzi zatem na to, że w danych zebranych już teraz przez obserwatorium Gaia mogą znajdować się setki takich układów. Można się zatem spodziewać, że naukowcy zabiorą się teraz za ich poszukiwanie.