Paslaptingieji vidutinės masės juodosios skylės: Kosminė retenybė

Paslaptingosios vidutinės masės juodosios skylės: Kosmoso retenybė

Astronomai jau seniai žino apie dvi aiškias juodųjų skylių kategorijas: žvaigždinės masės juodosios skylės, susiformuojančios žuvusių masyvių žvaigždžių branduoliams sugriuvus (jų masė siekia iki 100 Saulės masių), ir supermasyvios juodosios skylės, kurių masė siekia milijonus arba net milijardus Saulės masių ir kurios yra daugumos galaktikų centrai. Visgi evoliucijos grandinėje ilgai trūko tarpinių grandžių – taip vadinamų vidutinės masės juodųjų skylių (IMBH), kurių masė siekia nuo maždaug 1 000 iki 100 000 Saulės masių. Tokius objektus aptikti itin sunku, tačiau jie itin svarbūs norint suprasti, kaip susiformuoja ir auga supermasyvios juodosios skylės.

Žvaigždės žūtis atskleidžia paslėptą milžiną

Galaktikoje, nutolusioje maždaug 450 milijonų šviesmečių nuo Žemės, astronomai užfiksavo ryškų žybsnį. Tai buvo ženklas, kad ilgai ramybėje tūnojusi juodoji skylė pabudo, prarydama šalia praskriejusią žvaigždę. Nors vadinamieji potvynio suardymo įvykiai, kai juodoji skylė sunaikina žvaigždę, astronomijoje fiksuojami ne taip jau retai, šis atvejis išsiskyrė dėl sunaikinusios juodosios skylės prigimties. Skirtingai nuo įprastų žvaigždinės ar supermasyvios masės juodųjų skylių, žybsnio pobūdis rodė, kad išskirtinis įvykis buvo susijęs su itin retai aptinkama vidutinės masės juodąja skyle.

HLX-1: Įspūdingas rentgeno spindulių šaltinis

Dėmesio centre atsidūręs objektas – HLX-1 (Hyper-Luminous X-ray source 1) – pirmą kartą buvo aptiktas rentgeno spindulių stebėjimuose 2009-aisiais. Per keletą metų HLX-1 demonstravo staigius ryškumo pokyčius: iki 2012-ųjų ryškumas išaugo šimtą kartų, o iki 2023-ųjų vėl pastebimai sumažėjo. Tokie šviesumo svyravimai padeda atskleisti objekto prigimtį. Rentgeno spindulių emisija – svarbus juodųjų skylių tyrimo įrankis, nes sukyla tada, kai juodoji skylė ryja materiją, o išspinduliuotos energijos ir dažnių pobūdis tiesiogiai susijęs su skylės mase. HLX-1 atveju rentgeno spinduliuotė gerokai viršijo žvaigždinės masės juodosios skylės galimybes, tačiau dar nesiekė supermasyvių analogų skaičių.

Masės nustatymas: vidutinės masės juodosios skylės įrodymas

Tarptautinė mokslininkų grupė, vadovaujama astronomo Yi-Chi Chang iš Nacionalinio Tsing Hua universiteto Taivane, atkūrė HLX-1 šviesumo šuolių eigą ir padarė išvadą, kad labiausiai tikėtinas paaiškinimas – tai vidutinės masės juodoji skylė, kurios masė gali siekti nuo 1 000 iki 10 000 Saulės masių. Vis dar tiriama, ar žvaigždė buvo visiškai sunaikinta per vienkartinį kataklizminį įvykį, ar ji tampama periodišku šios juodosios skylės maistu. Kaip pažymi Italijos astrofizikos instituto astronomas Roberto Soria: „Dabar belieka stebėti, ar įvyks dar vienas sprogimas – galbūt buvo pradžia, pasiektas pikas ir dabar ryškumas tiesiog mažės, kol objektas pranyks.“

Mokslinė reikšmė ir ateities perspektyvos

HLX-1 aptikimas stiprina įrodymus, kad vidutinės masės juodosios skylės egzistuoja ir gali būti aptiktos per potvynio suardymo įvykius bei rentgeno spindulių šviesumo svyravimus. Jų atradimas atveria naujas galimybes suprasti, kaip susidaro Visatos supermasyvios juodosios skylės. Atsakymas į klausimą, ar šie gigantiški objektai susiformuoja jungiantis ar augant tokioms vidutinės masės skylėms, pažymėtų naują posūkį astrofizikoje. Būtent erdvėlaiviais vykdomi rentgeno spindulių stebėjimai taps esminiu instrumentu būsimoms šios srities pažangoms.

Išvados

Retas potvynio suardymo įvykis tolimos galaktikos gilumose atskleidė naujų duomenų apie vidutinės masės juodąją skylę – itin svarbią, bet vis dar menkai pažintą grandį juodųjų skylių evoliucijos grandinėje. Stebėdami HLX-1, astronomai tikisi dar geriau suprasti procesus, lemiančius ekstremaliausių Visatos objektų atsiradimą, o taip pat ir drastišką žvaigždžių gyvavimo ciklą bei milžiniškų galaktikų gravitacinių centrų formavimąsi.