W Drodze Mlecznej

Tajemnicze odkrycie kosmosu wprawia badaczy w stan euforii: „Wszystkie możliwości są ekscytujące”.

Dziś 19 stycznia 2024 | 07:09

Naukowcy odkryli tajemniczy ciemny obiekt w Drodze Mlecznej, około 40 000 lat świetlnych od Ziemi. Ciało niebieskie o masie 2,35 masy naszego Słońca, znajdujące się w kulistej gromadzie gwiazd NGC 1851, nie świeci samodzielnie, więc nie jest zwykłą gwiazdą – twierdzi międzynarodowy zespół badawczy w specjalistycznym czasopiśmie „Nauka”. Ale w przypadku pozostałości eksplodowanej gwiazdy – gwiazdy neutronowej lub czarnej dziury – jej masa jest niezwykła: leży w tak zwanej przerwie masowej pomiędzy tymi dziwnymi obiektami.

„Wszystkie te możliwości dotyczące natury ciała są ekscytujące”.

To sprawia, że ​​nie jest jasne, czy to niezwykłe ciało niebieskie jest wyjątkowo ciężką gwiazdą neutronową, wyjątkowo lekką czarną dziurą, czy też czymś wcześniej nieznanym. Rok świetlny to odległość, jaką światło pokonuje w ciągu jednego roku, czyli 9,46 biliona kilometrów.

„Wszystkie te możliwości dotyczące natury obiektu są ekscytujące” – wyjaśnił Benjamin Stubbers z Uniwersytetu w Manchesterze, jeden z kierowników projektu obserwacji przeprowadzonych w radioteleskopie Meerkat w Republice Południowej Afryki. „Gdyby to była czarna dziura, moglibyśmy ją wykorzystać do przetestowania teorii grawitacji. Jeśli byłaby to gwiazda neutronowa, mogłaby dać nam nowy wgląd w fizykę jądrową przy bardzo dużych gęstościach.”

Nowy obiekt może rozwiązać tajemnice czarnych dziur

Jeśli masywna gwiazda pod koniec swojego życia ginie w wyniku eksplozji supernowej, jej wnętrze zapada się i tworzy albo gwiazdę neutronową, w której materia jest gęsto upakowana jak w jądrach atomowych, albo czarną dziurę, gdzie grawitacja jest tak silna, że ​​nawet światło nie jest w stanie ucieczka. Zgodnie z teorią gwiazdy neutronowe nie mogą zawierać masy większej niż 2,2 masy Słońca, w przeciwnym razie grawitacja miałaby przewagę i powstałaby czarna dziura. Jednak czarne dziury istnieją we wszechświecie jedynie przy masie około pięciu mas Słońca.

Istnieje między nimi przepaść, która do tej pory pozostawała zagadką dla astronomów. Pomiary fal grawitacyjnych wskazują jedynie na obecność izolowanych ciał niebieskich w tej luce masowej – chociaż ich natura i skład pozostają niejasne. Dlatego odkrycie takiego ciała niebieskiego stanowi ogromny postęp dla astronomów.

Naukowcy odkryli dziwny obiekt podczas obserwacji pulsara PSR J0514-4002E. Pulsar to gwiazda neutronowa o silnym polu magnetycznym, która w wyniku własnego obrotu wysyła w stronę Ziemi regularne impulsy radiowe – w tym przypadku 170 razy na sekundę. Dokładny pomiar tych pulsacji pokazał naukowcom, że pulsar tworzy ścisły układ podwójny z innym obiektem. Dane dla tego obiektu podają masę pomiędzy 2,09 a 2,71 mas Słońca, przy czym najbardziej prawdopodobna wartość to 2,35 masy Słońca.

Naukowcy podejrzewają, że PSR J0514-2002E mogła powstać w wyniku połączenia dwóch małych gwiazd neutronowych.

Ale jak taki obiekt mógłby powstać w przerwie masowej? Ponieważ PSR J0514-2002E znajduje się w gromadzie kulistej, Stabbers i jego współpracownicy podejrzewają, że historia jej powstawania jest złożona. Ponieważ NGC 1851 zawiera około pół miliona gwiazd, które są bardzo blisko siebie. Dlatego właśnie w skali astronomicznej często dochodzi do bliskich spotkań, podczas których powstają nowe gwiazdy podwójne lub nawet następuje wymiana partnerów.

Zespół podejrzewa, że ​​dziwny towarzysz pulsara mógł powstać w wyniku połączenia dwóch mniejszych gwiazd neutronowych i wszedł na orbitę wokół pulsara dopiero później podczas bliskiego spotkania.