Odkryto czarną dziurę o najmniejszej masie




Zastosowana przez naukowców z NASA nowa technika do wyznaczania mas czarnych dziur pozwoliła określić masę obiektu, który okazał się najlżejszą - spośród dotychczas odkrytych - czarną dziurą. Wyniki badań astronomów zostały przedstawione podczas spotkania American Astronomical Society High-Energy Astrophysics Division w Los Angeles.


Czarna dziura, której parametry wyznaczyli Nikolai Shaposhnikov i Lev Titarchuk z Goddard Space Flight Center jest jednym ze składników odkrytego w 2001 roku przez należącego do NASA satelitę RXTE (ang. Rossi X-ray Timing Explorer) układu podwójnego XTE J1650-500. Układ ten znajduje się w gwiazdozbiorze Ołtarza, a drugim jego składnikiem jest normalna gwiazda.

Określona przez naukowców z NASA masa czarnej dziury wynosi 3,8 masy Słońca z marginesem błędu wynoszącym 0,5 masy Słońca zaś jej średnica to około 24 kilometry. Zastosowana przez Shaposhnikowa i Titarchuka metoda wyznaczania masy czarnej dziury została szczegółowo opisana w artykule "Nowa technika ważenia czarnych dziur" opublikowanym dnia 22.05.2007 w portalu Astronomia.pl.

Wykorzystuje ona związek pomiędzy czarną dziurą a wewnętrzną częścią okrążającego ją dysku akrecyjnego. Cały szereg zachodzących w burzliwym środowisku czarnej dziury procesów powoduje, że w emitowanym promieniowaniu rentgenowskim pojawiają się tak zwane kwazi-periodyczne oscylacje (ang. Quasi- Periodic Oscilations - QPOs). Zdaniem astronomów częstotliwość QPO zależy od masy czarnej dziury. Im mniejsza masa tym szybsze zmiany natężenia promieniowania. Wzrost masy czarnej dziury powoduje z kolei, że zegar QPOs tyka coraz wolniej.

Shaposhnikov i Titarchuk zastosowali nową metodę dla zmierzenia masy kilkunastu czarnych dziur i w każdym przypadku uzyskali wynik zgodny z pomiarami wykonywanymi innymi technikami. Titarchuk jest przekonany o skuteczności nowej metody: "Wiemy, że nasza technika sprawdza się, gdyż bardzo dobrze zalicza każdy test, któremu jest poddawana". Wiadomo, że jednym z końcowych etapów ewolucji gwiazdy może być gwiazda neutronowa lub też czarna dziura. Dokładny pomiar masy czarnej dziury w układzie XTE J1650-500 ma więc także duże znaczenie dla astronomów, którzy pracują nad problemem ustalenia granicy pomiędzy czarną dziurą a gwiazdą neutronową.

Aktualnie przyjmowane teorie zakładają, że granica ta leży w zakresie od 1,7 do 2,7 masy Słońca. "Astronomowie od dawna chcieli dowiedzieć się, jaką najmniejszą masę może mieć czarna dziura, dlatego odkrycie tego malucha stanowi duży krok naprzód w kierunku rozwiązania tego problemu" - skomentował swoje odkrycie Shaposhnikow.


Źródło PAP