Paslaptingieji Vidutinės Masės Juodosios Skylės: Kosminis Retumas

Paslaptingos vidutinės masės juodosios skylės: kosminis retumas

Astronomai jau seniai žino apie dvi pagrindines juodųjų skylių rūšis Visatoje: žvaigždinių masių juodąsias skyles, kurios susiformuoja iš masyvių žvaigždžių branduolių žlugimo ir yra iki maždaug 100 Saulės masių, ir supermasyvias juodąsias skyles, kurių masė siekia milijonus ar net milijardus Saulės masių ir kurios dažniausiai aptinkamos galaktikų centruose. Tačiau vienas svarbus evoliucinės juodųjų skylių grandinės elementas ilgai buvo liekantis mįslė: vidutinės masės juodosios skylės (IMBH), kurių masė sudaro nuo maždaug 1 000 iki 100 000 Saulės masių. Tokie objektai, kaip IMBH, aptinkami ypač retai, tačiau jų stebėjimai yra itin svarbūs norint suprasti, kaip formuojasi ir auga supermasyvios juodosios skylės.

Žvaigždės žūtis atskleidžia paslėptąją milžinę

Galaktikoje, esančioje maždaug už 450 milijonų šviesmečių nuo Žemės, astronomai užfiksavo ryškų švytėjimą – įrodymą, kad „miegančioji“ juodoji skylė staiga atgijo ir prarijo pro šalį einančią žvaigždę. Nors žvaigždžių „potvynio suardymo įvykiai“ (kai juodosios skylės sunaikina žvaigždes) yra gerai žinomi, šis atvejis išsiskyrė dėl juodosios skylės kategorijos. Skirtingai nei anksčiau užfiksuotos žvaigždinės ar supermasyvios juodosios skylės, stebėtas reiškinys pagal savybes labiausiai tinka vidutinės masės juodajai skylei – labai retai Visatoje nustatomai rūšiai.

HLX-1: išskirtinis rentgeno spindulių šaltinis

Tyrimo objektas – HLX-1 (Hyper-Luminous X-ray source 1) – pirmą kartą aptiktas dar 2009 m. rentgeno spindulių stebėjimuose. Vėlesniais metais HLX-1 parodė itin ryškius šviesio pokyčius: iki 2012 m. šviesis išaugo net šimtą kartų, o 2023 m. vėl sumažėjo. Tokie pokyčiai padeda mokslininkams suprasti objekto prigimtį. Rentgeno spindulių emisijos ypač svarbios nustatant juodosios skylės masę, nes šviečiantis materijos kritimas glaudžiai susijęs su pačios skylės savybėmis. HLX-1 atveju pastebėtas rentgeno šviesis buvo gerokai stipresnis nei žvaigždinės masės juodosios skylės, bet vis dar mažesnis už supermasyvios juodosios skylės rodiklius.

Masės įminimas: kodėl tai – vidutinės masės juodoji skylė?

Tyrėjų grupė, kuriai vadovavo astronomas Yi-Chi Chang iš Nacionalinio Tsing Hua universiteto Taivane, atkūrė HLX-1 šviesio svyravimus ir nustatė, kad geriausiai šį objektą paaiškina būtent vidutinės masės juodoji skylė, tikėtina esanti tarp 1 000 ir 10 000 Saulės masių. Ar žvaigždė buvo visiškai sunaikinta ar vis dar palaipsniui yra „maitinama“ šiai juodajai skylei, dar lieka išsiaiškinti. Kaip pažymi Italijos nacionalinio astrofizikos instituto astronomas Roberto Soria, „dabar reikia stebėti, ar analogiški švytėjimo įvykiai kartosis, ar jau įvykusi vienintelė piko fazė ir tuomet šviesis palaipsniui išblės iki visiško išnykimo“.

Mokslinė reikšmė ir ateities tyrimų kryptys

HLX-1 atradimas sustiprina vis gausėjančius įrodymus, kad vidutinės masės juodosios skylės egzistuoja ir gali būti aptinkamos per potvynio naikinimo įvykius ar pagal rentgeno šviesio kitimus. Jų patvirtinimas labai svarbus siekiant suprasti, kaip Visatoje gimsta supermasyvios juodosios skylės. Ar šios milžinės susidaro susiliejus vidutinėms juodosioms skylėms, ar palaipsniui kaupdamos masę, yra esminis klausimas ateities astrofizikos tyrimams. Didelę reikšmę čia turės kosminės rentgeno observatorijos, kurios ir toliau padės fiksuoti bei analizuoti tokius objektus.

Išvada

Retai stebimas žvaigždės suardymo įvykis tolimoje galaktikoje suteikė naujų duomenų apie vidutinės masės juodąją skylę – svarbią, bet sunkiai aptinkamą grandį kosminėje juodųjų skylių evoliucijos grandinėje. Kol astronomai toliau stebi HLX-1 elgseną, šio objekto tyrimai žada praturtinti mūsų supratimą apie svarbiausius Visatos objektų formavimosi ir vystymosi mechanizmus, taip pat apie žvaigždžių gyvenimo ciklą bei galaktikas valdančių gravitacinių milžinių raidą.