Astronomowie korzystający z instrumentu MUSA zainstalowanego na teleskopie VLT w Europejskim Obserwatorium Południowym w Chile zaobserwowali niezwykłe zachowanie jednej z gwiazd gromady NGC 3201. Gwiazda wydaje się krążyć wokół czarnej dziury o masie sięgającej czterech mas Słońca. To pierwsze odkrycie tego typu niewielkiej, nieaktywnej czarnej dziury we wnętrzu gromady kulistej, dokonane przez bezpośrednią obserwację jej oddziaływania grawitacyjnego. Autorzy pracy na ten temat, którą opublikuje czasopismo "Monthly Notices of the Royal Astronomical Society", są przekonani, że odkrycie zwiększy naszą wiedzę na temat pochodzenia gromad kulistych i czarnych dziur, a także zdarzeń prowadzących do emisji fal grawitacyjnych.
Gromady kuliste to gigantyczne struktury zawierające dziesiątki tysięcy gwiazd i krążące wokół większości galaktyk. Są jednymi z najstarszych gwiezdnych struktur Wszechświata, ich początki sięgają czasów tworzenia się i ewolucji galaktyk. Nasza Droga Mleczna ma ich ponad 150. Gromada NGC 3201 znajduje się około 16 tysięcy lat świetlnych od nas, w południowym gwiazdozbiorze Żagla. To w niej zauważono dziwnie zachowującą się gwiazdę.
Gwiazda porusza się cyklicznie co 167 dni, w jedną i drugą stronę z prędkością sięgającą setek tysięcy kilometrów na godzinę. Wyraźnie krąży wokół czegoś, czego nie widzimy, a co ma masę przekraczającą cztery masy Słońca - mówi współautor pracy, Benjamin Giesers z Georg-August-Universität w Getyndze. To może być tylko czarna dziura, pierwsza odkryta w gromadzie kulistej z pomocą obserwacji oddziaływania grawitacyjnego - dodaje. Czarna dziura jest nieaktywna, co oznacza, że nie pochłania materii i nie tworzy wokół siebie świecącego dysku wirującego gazu.
Należący do Europejskiego Obserwatorium Południowego (ESO) instrument MUSE umożliwia równoczesne śledzenie ruchu tysięcy odległych gwiazd. Ta, której obserwacja doprowadziły do najnowszego odkrycia, ma masę równą około 0,8 masy Słońca i krąży wokół czarnej dziury o masie przewyższającej masę naszej gwiazdy 4,36 raza.
Do tej pory zakładano, że praktycznie wszystkie czarne dziury względnie szybko znikają z gromad kulistych i układy typu tego przez nas zaobserwowanego w ogóle nie mogą istnieć - zaznacza Giesers. Wyraźnie widać jednak, że jest inaczej. Nasze odkrycie pomaga lepiej zrozumieć tworzenie się gromad kulistych, ewolucję czarnych dziur i układów podwójnych, kluczowe z punktu widzenia badań źródeł fal grawitacyjnych - podkreśla.