Το Διαστημικό Τηλεσκόπιο Hubble ανακάλυψε μια αόρατη μάζα μικρών μελανών οπών στον πυρήνα ενός σφαιρωτού σμήνους
Οι αστρονόμοι του ΔΤ Hubble ανακάλυψαν κάτι εξαιρετικό στην καρδιά του κοντινού στη Γη σφαιρωτού σμήνους NGC 6397 - μια συγκέντρωση από μικρές μελανές οπές οι οποίες κρύβονται εκεί αντί για ένα συμπαντικό τέρας, μια υπερμεγέθη μαύρη τρύπα. Πανάρχαιες "αστρικές κοσμηματοθήκες", τα σφαιρωτά αστρικά σμήνη είναι πυκνά αντικείμενα, λαμπερά, με το φως ενός εκατομμυρίου αστεριών κλεισμένα σε μια σφαίρα με διάμετρο περίπου 100 έτη φωτός και τα οποία χρονολογούνται σχεδόν από τη γέννηση του Γαλαξία μας.
Ο Γαλαξίας μας περιβάλλεται από περίπου 150 σφαιρωτά σμήνη, τα οποία σχηματίστηκαν 2,3 δισεκατομμύρια χρόνια μετά τη Μεγάλη Έκρηξη, και φιλοξενεί εκατοντάδες χιλιάδες, και μερικές φορές εκατομμύρια αστέρια, τα οποία σχηματίστηκαν πολύ νωρίς στο τεράστιο γαλαξιακό Άλως το οποίο περιέβαλλε τον εμβρυϊκό Γαλαξία, πριν εκείνος γίνει πιο επίπεδος για να σχηματίσει τον σπειροειδή δίσκο που υπάρχει σήμερα.
Σε τροχιά έξω από τον αστρικό δίσκο του Γαλαξία
Το NGC 6397, αναφέρουν οι αστρονόμοι του ΔΤ Hubble / ESA, "είναι ένα από τα σφαιρωτά σμήνη τα οποία περιστρέφονται έξω από τον συγκριτικά νεότερο αστρικό δίσκο του γαλαξία μας. Αυτά τα σφαιρικά και πυκνά σμήνη εκατοντάδων χιλιάδων αστεριών είναι οι πρώτοι έποικοι του Γαλαξία μας. Τα μπλε αστέρια του σμήνους είναι κοντά στο τέλος της ζωής τους. Τα αστέρια αυτά έχουν εξαντλήσει τα καύσιμα τους, δηλαδή το Υδρογόνο, που τα κάνει να λάμπουν. Τώρα μετατρέπουν το Ήλιο σε ενέργεια στους πυρήνες τους, το οποίο συντήκεται σε υψηλότερη θερμοκρασία και εμφανίζεται μπλε. Η κοκκινωπή λάμψη προέρχεται από ερυθρά γιγαντιαία αστέρια τα οποία έχουν καταναλώσει το καύσιμο Υδρογόνο τους και έχουν διασταλεί σε μέγεθος. Τα μυριάδες άσπρα αντικείμενα περιλαμβάνουν αστέρια όπως ο Ήλιος μας. "
Ένα αστρικό νεκροταφείο - "Φαινόμενο κατάρρευσης πυρήνα"
Στην καρδιά του σφαιρωτού σμήνους σχεδόν τόσο παλιo όσο το ίδιο το σύμπαν, το NGC 6397 ένα από τα πιο κοντινά αστρικά σμήνη στη Γη, σε απόσταση περίπου 7.800 έτη φωτός μακριά, είναι ένα από τα 20 σφαιρωτά σμήνη του Γαλαξία μας τα οποία έχουν υποστεί κατάρρευση πυρήνα (Core Collapse Phenomenon) πράγμα που σημαίνει ότι ο πυρήνας έχει συρρικνωθεί σε έναν πολύ πυκνό αστρικό συσσωμάτωμα.
Η ποσότητα μάζας που μπορεί να συσσωρεύσει μια μαύρη τρύπα ποικίλλει πολύ, από λιγότερο από το διπλάσιο της μάζας του Ήλιου μας έως πάνω από ένα δισεκατομμύριο φορές τη μάζα του Ήλιου μας. Στο ενδιάμεσο υπάρχουν μαύρες τρύπες ενδιάμεσης μάζας οι οποίες ζυγίζουν περίπου εκατοντάδες έως δεκάδες χιλιάδες ηλιακές μάζες.
Περίπτωση υπερμεγέθους λανθασμένης ταυτοποίησης
Οι αστρονόμοι αρχικά πίστευαν ότι το σφαιρωτό αυτό σμήνος φιλοξενούσε μια μαύρη τρύπα ενδιάμεσης μάζας - τον πολυπόθητο «χαμένο σύνδεσμο» μεταξύ των υπερμεγέθων μελανών οπών (πολλά εκατομμύρια έως δισεκατομμύρια φορές τη μάζα του Ήλιου μας) οι οποίες βρίσκονται στους πυρήνες των γαλαξιών –και τις απέραντα μικρότερες αστρικής μάζες μελανών οπών οι οποίες σχηματίζονται μετά την κατάρρευση ενός μόνο τεράστιου αστεριού.
"Χρησιμοποιήσαμε τη θεωρία της αστρικής εξέλιξης για να καταλήξουμε στο συμπέρασμα ότι το μεγαλύτερο μέρος της επιπλέον μάζας που ανακαλύψαμε ήταν με τη μορφή μελανών οπών", δήλωσε ο Mamon. Δύο άλλες πρόσφατες μελέτες είχαν επίσης προτείνει ότι τα αστρικά υπολείμματα, ιδίως οι αστρικές μαζικές τρύπες, θα μπορούσαν να βρίσκονται στις εσωτερικές περιοχές των σφαιρωτών σμηνών. "Η δική μας είναι η πρώτη μελέτη η οποία παρέχει τόσο τη μάζα όσο και την έκταση αυτού που φαίνεται να είναι μια συλλογή κυρίως μελανών οπών στο κέντρο ενός σφαιρωτού σμήνους στο οποίο κατέρρευσε ο πυρήνας", πρόσθεσε ο Vitral.
Για να ανιχνεύσει την αόριστη κρυφή μάζα, αναφέρει η NASA / Hubble, ο Vitral και ο ανώτερος αστρονόμος Gary Mamon, επίσης του IAP, χρησιμοποίησαν τις ταχύτητες των αστεριών στο σμήνος για να προσδιορίσουν την κατανομή της συνολικής μάζας του –τη μάζα στα ορατά αστέρια– καθώς και σε αμυδρά αστέρια και μαύρες τρύπες. Όσο περισσότερη μάζα σε κάποια τοποθεσία, τόσο πιο γρήγορα τα αστέρια ταξιδεύουν γύρω της.