Międzynarodowy zespół astronomów dostarczył dowodów potwierdzających istnienie czarnych dziur o masie powyżej 500 mas Słońca, lecz wielokroć lżejszych od supermasywnych kuzynów w centrach galaktyk.

Używając kosmicznego obserwatorium ESA XMM-Newton zespół prowadzony przez Seana Farrella z University of Leicester badał galaktykę spiralną ESO 243-49, oddaloną od Układu Słonecznego o ponad 290 mln lat świetlnych.

Na jej peryferiach odnaleziono intensywne źródło promieniowania X, obiekt HLX-1, będący czarną dziurą ponad pięćset razy masywniejszą od Słońca. HLX-1 to akronim od Hyper-Luminous X-ray source 1, czyli superjasne źródło promieniowania X nr 1. HLX-1 emituje 260 milionów razy więcej promieniowania w zakresie X niż Słońce. Ten fakt w połączeniu z brakiem emisji w paśmie widzialnym potwierdza, że obserwowany obiekt nie jest gwiazdą z naszej Galaktyki, bądź bardzo odległą galaktyką na tle ESO 243-49, zaś jego położenie wskazuje na to że HLX-1 nie może być centralną czarną dziurą tej galaktyki.

W ciągu ostatnich kilkunastu lat ustalono, że w centrum większości galaktyk, włączając Drogę Mleczną, znajduje się supermasywna czarna dziura. Supermasywna, czyli o masie od kilku milionów do kilku miliardów mas Słońca. Na drugim końcu skali znajdują się lekkie czarne dziury, to znaczy te które powstały bezpośrednio wskutek kolapsu pozostałości po umierającej, masywnej gwieździe. Takie czarne dziury, jak na przykład Cygnus x-1, mają masy od 3 do 20 mas Słońca, gdzie dolna granica masy jest związana z teoretycznie przewidzianym limitem TOV (Tolmana-Oppenheimera-Volkoffa).

Pozostaje pytanie: w jaki sposób stworzyć supermasywną czarną dziurę mając do dyspozysji tylko czarne dziury z kolapsu grawitacyjnego gwiazdy i sporo masy z gwiazd towarzyszących? Jedna z teorii zakładała łączenie lekkich czarnych dziur w większe, cięższe obiekty, a do jej potwierdzenia należało zaobserwować czarne dziury masy średniej.

Obiekt HLX-1 odkryty na podstawie obserwacji z listopada 2004 i 2008 jest obecnie najlepszym dowodem istnienia nowej klasy czarnych dziur. Badacze mają nadzieję że kolejne programy obserwacyjne pozwolą ugruntować teorię stabilnego wzrostu masy czarnych dziur, prowadzącego do powstania supermasywnych czarnych dziur.

Autor

Krzysztof Suberlak