Otprilike 16.000 svjetlosnih godina od Zemlje nalazi se sferični globus milijuna zvijezda koji datiraju iz ranih godina svemira. Ovaj gusti grozd, nazvan 47 Tucanae, ima radijus od oko 200 svjetlosnih godina i jedno je od najsvjetlijih grozdova na našem noćnom nebu. Unutar 47 Tucanae, snažne gravitacijske sile sortirale su zvijezde tijekom vremena, gurajući manje guste zvijezde prema van i stvarajući vrlo gustu unutarnju jezgru koja odolijeva izvanjskom nadzoru.
Povezani sadržaj
- Možete li se srušiti u crnu rupu?
- Znanstvenici čuju da se sudaraju dvije još više drevnih crnih rupa
- Supermasivne crne rupe mogu biti češće nego što se mislilo ranije
- Stari, gusti zvjezdani grozdovi mogli bi biti mjesto potrage za složenim izvanzemaljskim životom
"Proučavanje globularnih klastera očito je izazovno", kaže Bülent Kiziltan, astrofizičar iz Harvard-Smithsonian centra za astrofiziku. Toliko je zvijezda spakiranih jedna pored druge, kaže on, da je hvatanje zračenja iz središta jedne pored nemoguće. Dakle, iako su znanstvenici dugo sumnjali da 47 Tucanae može sadržavati crnu rupu u njenom središtu, kao što se čini da mnogi drugi globularni grozdovi to nisu uspjeli dokazati.
Sada, u jučerašnjoj studiji objavljenoj u časopisu Nature, Kiziltan i njegovi kolege pomogli su zaviriti u srce 47 Tucanaea da pronađu prvu iz nove klase srednjih crnih rupa.
Unatoč njihovom imenu, crne rupe zapravo i nisu tako crne, kaže Kiziltan. Kako razdvajaju zvijezde dovoljno nesretne da bi se uvukli u svoje ruke, on kaže da oko njih formiraju disk svijetlih, vrućih plinova poznatih kao akumulacijski disk. Crne rupe ne dozvoljavaju da vidljiva svjetlost pobjegne, ali obično emitiraju rendgenske zrake dok troše te plinove. Međutim, 47 Tucanae je toliko gusto da u središtu nema preostalih plinova da bi crna rupa mogla progutati.
Kiziltan je upotrijebio svoje znanje u nekoj čudnoj vrsti svemirskog objekta - pulsaru - kako bi isprobao novi način otkrivanja ove neuhvatljive vrste crnih rupa.
Pulsari nam "pružaju platformu koju možemo koristiti za proučavanje sitnih promjena u okolini", kaže Kiziltan. Ove zvijezde koje u vrlo pravilnim intervalima emitiraju „impulse“ zračenja mogu se koristiti kao referentne točke za mapiranje kozmičkih formacija, uključujući globularne nakupine; Kiziltan ih uspoređuje s "kozmičkim atomskim satovima."
S dva desetaka pulsara na rubovima 47 Tucanae kao vodiči, Kiziltan i njegov tim uspjeli su izgraditi simulacije kako se globularni grozd razvija s vremenom, a posebno kako se gušće i manje guste zvijezde svrstavaju u svoje današnje položaje.
Kiziltan kaže da su ove simulacije bile golemi poduhvat, pa je čak i šest ili devet mjeseci bilo potrebno čak i na vrlo moćnim računalima. Zbog čega nije bio oduševljen, kaže, kad su recenzenti Naturea zatražili daljnje simulacije koje su na kraju trebale još godinu dana.
Ali taj je trud bio vrijedan toga, kaže Kiziltan, jer je doveo do nečeg dosad neviđenog: prvog otkrića crne rupe unutar globularne nakupine. Nakon stotine simulacija, kaže, jedini mogući scenarij koji bi mogao dovesti do razvoja današnjih 47 Tucanae pokazao je crnu rupu u gustom središtu globalnog klastera, bez plina. Ovo prethodno nepromišljeno okruženje za crnu rupu otvara nova mjesta za potragu, kaže Kiziltan.
"Čovjek može samo zamisliti što se vreba u centrima drugih globalnih klastera", kaže Kiziltan.
Uzbudljivo je, napominje Kiziltan, veličina crne rupe koju su njegove simulacije predvidjele. Do sada su znanstvenici uglavnom pronašli male crne rupe (one otprilike veličine zvijezda koje su se srušile da ih formiraju) i supermasivne crne rupe (one tisuće puta veće od našeg Sunca). Crne rupe srednje veličine uglavnom su izbjegle znanstvenike - iako ne zbog nedostatka pokušaja.
Crna rupa predviđena u središtu 47 Tucanae nalazi se unutar ovog rijetkog srednjeg tla, kaže Kiziltan. Daljnja studija ove potencijalne crne rupe mogla bi pružiti nove uvide o tome kako i zašto se formiraju ove uglavnom nepoznate vrste crnih rupa.
Možda je još važnije od samih otkrića kako su Kiziltan i njegov tim stigli do njih. Kiziltan i njegovi suradnici oslanjali su se na matematičku teoriju koju su dva američka kriptografa razvili 1950-ih kako bi pomogli u izračunavanju vjerojatnih raspodjela zvijezda u 47 Tucanae. "Razvili su ovu matematičku metodu kako bi sastavili nepotpune informacije kako bi vidjeli širu sliku", kaže Kiziltan.
Kiziltan radi na pročišćavanju njihovog novog pristupa i ovom novom metodom koristi se za pregled ostalih populacija zvijezda zbog prethodno nevidljivih crnih rupa. Snažna nova znanstvena računala i drugi instrumenti koji će se pojaviti na mreži u narednim godinama pomoći će u ovoj potrazi, kaže on.
"U ovom smo djelu učinili prvi put", kaže Kiziltan. U isto vrijeme, „još uvijek postoji toliko mnogo stvari koje je potrebno učiniti.“
