Mogą się manifestować "niewidzialne" czarne dziury o średniej masie, chwilowo "ożywiając" białe karły latające w niewielkiej odległości od nich. Do takiego wniosku doszli naukowcy, którzy opublikowali artykuł w Astrophysical Journal.
„Niezwykle ważne jest, aby zrozumieć, ile z tych czarnych dziur istnieje we wszechświecie. Odpowiedź na to pytanie pomoże nam odkryć tajemnice narodzin największych i najstarszych supermasywnych czarnych dziur we Wszechświecie. Jeśli kiedykolwiek zobaczymy, jak czarne dziury „wskrzeszają” białe karły, zrobimy duży krok w tym kierunku”- mówi Christopher Fragile z Kavli Institute for Theoretical Physics w Santa Barbara (USA).
Życie i śmierć w kosmosie
Obserwacje pierwszych epok życia Wszechświata pokazują, że supermasywne czarne dziury o masie kilku miliardów Słońc istniały już w pierwszych galaktykach wszechświata, co byłoby niemożliwe, gdyby zaczęły rosnąć od „zera”, jak wcześniej sądzili naukowcy. Z tego powodu astronomowie od dawna poszukują tzw. "Czarnych dziur o masach pośrednich", które mogłyby powstać w trakcie bezpośredniego zapadania się materii i posłużyć jako "nasiona" narodzin supermasywnych dziur.
Dziś astronomowie wiedzą o istnieniu czterech takich czarnych dziur - obiektu X-2 w galaktyce M82, źródła HLX-1 w konstelacji Feniksa, „katapultowanego” z galaktyki ESO 243-49, a także czarnej dziury NGC2276-3c w galaktyce NGC2276 i obiektu GCIRS. 13E w Drodze Mlecznej.
Wielu naukowców podejrzewa, że obiekty te nie są w rzeczywistości czarnymi dziurami, ponieważ ich odkrywcy nie mogą jeszcze dokładnie zmierzyć ich masy i innych właściwości fizycznych. Fragile i jego koledzy wymyślili genialną technikę testowania właściwości takich obiektów przy użyciu „martwych gwiazd”.
Luminarze, podobnej wielkości do Słońca, nie zamieniają się w czarne dziury czy pulsary w ostatnich stadiach swojego życia, lecz stopniowo „wypalają się”. W ich miejsce pojawia się chmura gorącego gazu i biały karzeł - dawny super-gorący rdzeń gwiazdy, składający się prawie wyłącznie z helu i cięższych pierwiastków.
Film promocyjny:
Nadal świeci z powodu ciepła resztkowego i kompresji grawitacyjnej, ale reakcje termojądrowe w nim całkowicie ustają, ponieważ temperatury i ciśnienie wewnątrz białego karła są zbyt niskie, aby jądra ciężkich pierwiastków zaczęły się ze sobą łączyć.
Przestrzeń „lazary”
Białe karły, jak zauważa Fragile, często pojawiają się w pobliżu czarnych dziur w centrum galaktyk oraz w dużych gromadach kulistych. Badając konsekwencje ich przypadkowego spotkania, jego zespół odkrył niezwykłą właściwość białych karłów, której można by użyć do poszukiwania czarnych dziur o masach pośrednich.
Faktem jest, że czarne dziury wytwarzają siły pływowe, które powodują, że zbliżające się do nich obiekty rozciągają się i kurczą, co powinno zwiększyć temperaturę i gęstość materii w nich do dziesiątek miliardów stopni Kelvina i kilku ton na centymetr sześcienny. W niektórych przypadkach, jak sugerują naukowcy, wystarczy to do wznowienia reakcji termojądrowych wewnątrz „martwej gwiazdy”.
„Aby wnętrze białego karła ponownie wybuchło, konieczne jest, aby czarna dziura miała wystarczająco„ średni”rozmiar. W tym przypadku siły pływowe ujawnią się na dużych odległościach, ale czarna dziura nie połknie od razu białego karła ani nie zniknie w nim, jeśli jego masa jest niewielka”- kontynuuje astrofizyk.
„Odrodzona” gwiazda, jak pokazują obliczenia naukowców, będzie syntetyzować nowe pierwiastki inaczej niż zwykłe gwiazdy i supernowe. W szczególności będzie produkować niezwykle duże ilości niklu-56 i innych pierwiastków związanych z żelazem, co pozwoli na ich unikalną identyfikację poprzez obserwację supernowych o anomalnym spektrum.
Jak dotąd, jak przyznaje Fragile, naukowcom nie udało się znaleźć śladów takich czarnych dziur i „odrodzonych” białych karłów, ale nikt celowo ich nie szukał w przeszłości. Długoterminowe obserwacje i analiza danych już zebranych przez teleskopy, a także połączenie obserwatoriów grawitacyjnych z poszukiwaniami takich obiektów, powiedział, pomoże je odnaleźć w nadchodzących latach i dziesięcioleciach.