Otkriven uzrok nedostatka masivnih crnih rupa u podacima
Naši teleskopi nikada nisu otkrili crnu rupu 20 puta masivniju od mase Sunca. Ipak, sada znamo za njihovo postojanje jer se nedavno "čulo" da se deseci tih crnih rupa spajaju putem zračenja gravitacijskih valova. Tim astronoma predvođen Peterom Jonkerom sada je otkrio da se ovi naizgled različiti rezultati mogu objasniti pristranostima u odnosu na masivne crne rupe u konvencionalnim promatranjima teleskopa.
LIGO objekti su 2015. prvi put detektirali gravitacijske valove. Emitirale su ih dvije masivne crne rupe od nekoliko desetaka mase Sunca u procesu spajanja. Ovo otkriće potreslo je svemir, ali i astronomsku zajednicu, jer je malo astronoma predvidjelo da će takve masivne crne rupe postojati, a kamoli da bi se mogle spojiti. Prije detekcije gravitacijskih valova, naši konvencionalni teleskopi pronašli su dokaz za postojanje crnih rupa zvjezdane mase u oko 20 slučajeva. Međutim, nikada nije pronađena niti jedna koja bi bila tako masivna kao one koje se sada promatraju kroz zračenje gravitacijskih valova emitirano tijekom spajanja. Do sada je otkriveno oko 50 takvih spojenih parova crnih rupa, uključujući i europski detektor Djevice, koji opet u većini slučajeva uključuje masivne crne rupe.
Ovaj se nesrazmjer može djelomično objasniti većim volumenom svemira koji se ispituje detektorima gravitacijskih valova. LIGO-Djevica može lakše pronaći takve masivnije crne rupe jer su njihovi valovi jači u odnosu na one iz svjetlijih crnih rupa, što implicira da bi to mogli biti rijetki, ali glasni događaji. Ali nula detekcija takvih crnih rupa pomoću teleskopa? Crne rupe, ili barem njihovo blisko okruženje, svijetle kada polako proždiru zvijezdu pratilju. Mjerenjem orbitalnog kretanja nesretne zvijezde može se odrediti masa crne rupe.
Tim astronoma na čelu s Peterom Jonkerom shvatio je da su promatranja teleskopa pristrana u odnosu na otkrivanje masivnih crnih rupa. Takve masivne crne rupe u principu se mogu promatrati ako jedu masu od zvijezde pratilje. Međutim, okolnosti za ta promatranja bile su preteške u praksi, objašnjavajući nedostatak detekcije masivnih crnih rupa putem teleskopa.
Najveće crne rupe nastaju kroz implodirajuće masivne zvijezde, umjesto eksplodirajućih masivnih zvijezda ("supernova"). Nastale kroz imploziju, ove masivne crne rupe ostaju na istom mjestu gdje je rođena njihova prethodnica (masivna zvijezda), ravnina galaksije Mliječni put. Međutim, to znači da ostaju obavijene prašinom i plinom. Njihove svjetlije crne rupe sestre i braća, rođene iz masivnih zvijezda kroz eksplozije supernove, doživljavaju udarac izbacujući ih iz ravnine Mliječne staze, što ih čini lakše vidljivim našim teleskopima koji mjere njihovu masu.
Otežavajuća je ova pristranost, kao što su shvatili Jonker i suradnici, da svaka zvijezda pratilja masivne crne rupe mora orbitirati na relativno velikoj udaljenosti, što čini rjeđim da se zvijezda pratilja proždire u vidljivom ludilu. Takve epizode odaju postojanje i lokaciju crnih rupa. Stoga će masivnije crne rupe rjeđe odati svoju lokaciju.
Skoro lansiranje svemirskog teleskopa James Webb (JWST) 18. prosinca omogućit će astronomima da testiraju ove ideje. JWST će po prvi put omogućiti mjerenje mase nekoliko sustava kandidata crnih rupa u ravnini Mliječne staze. JWST će biti osjetljiv na infracrveno svjetlo, a na takvo svjetlo mnogo manje utječu prašina i plin nego što je to optičko svjetlo koje obično koriste zemaljski teleskopi. Nadalje, velika veličina JWST-a i njegov povoljan položaj u svemiru, omogućuju JWST-u da odabere pravu zvijezdu za proučavanje među milijunima zvijezda u ravnini Mliječne staze. Konačno, budući da je iznad Zemljine atmosfere, JWST neće biti ometan infracrvenom svjetlošću koju emitira atmosfera.
Izvor: The Astrophysical Journal