Czarna dziura jest schowana w gromadzie NGC 1850 złożonej z tysięcy gwiazd i odległej o 160 tysięcy lat świetlnych od nas. Gromada ta jest częścią sąsiedniej galaktyki zwanej Wielkim Obłokiem Magellana.
Prawie jak śledztwo Sherlocka Holmesa
Sara Saracino z Astrophysics Research Institute of Liverpool John Moores University w Wielkiej Brytanii, która kierowała badaniami, porównuje prowadzone prace ze śledztwami detektywa Sherlocka Holmesa, który śledził czarne charaktery i wykrywał ich przestępstwa na podstawie różnorodnych poszlak. Tutaj astronomowie analizują każdą pojedynczą gwiazdę, szukając oznak wpływu na nie czarnej dziury. Zaprezentowane wyniki pokazują jedynie jednego z przestępców, ale skoro znaleźliśmy jednego, być może odkryjemy wielu kolejnych, w innych gromadach - zauważa.
„Przestępcą” jest w tym przypadku czarna dziura o masie prawie 11 razy większej niż masa Słońca. A wskazówką, która naprowadziła astronomów na istnienie tego obiektu, był grawitacyjny wpływ czarnej dziury na okrążającą ją gwiazdę o masie 5 mas Słońca.
Tego typu niewielkie czarne dziury o masach gwiazdowych, znajdujące się w innych galaktykach, wykrywano już wcześniej. Głównie poprzez analizę promieniowania rentgenowskiego emitowanego w procesie pochłaniania materii przez czarną dziurę, a od kilku lat także dzięki obserwacjom fal grawitacyjnych.
Czarna dziura
Jednak większość tego rodzaju czarnych dziur nie ujawnia swojej obecności powyższymi procesami. Można je wtedy zidentyfikować jedynie poprzez wpływ na ruch gwiazd w pobliżu (tzw. metoda dynamiczna). Czarna dziura w gromadzie NGC 1850 jest pierwszą wykrytą w ten sposób poza Drogą Mleczną. Na dodatek jest to też pierwsze wykrycie czarnej dziury w młodej gromadzie gwiazd (o wieku 100 milionów lat).
Być może przy pomocy metody dynamicznej uda się wykryć więcej młodych czarnych dziur w innych gromadach gwiazd, a następnie porównać z bardziej dojrzałymi czarnymi dziurami w starych gromadach, poznając w ten sposób lepiej ich ewolucję.
Do analizy naukowcy wykorzystali dane zbierane przez dwa lata przez instrument Multi Unit Spectroscopic Explorer (MUSE) na Bardzo Dużym Teleskopie (VLT) w Obserwatorium Paranal, które należy do Europejskiego Obserwatorium Południowego (ESO). Dzięki MUSE można obserwować zatłoczone obszary, takie jak wewnętrzne rejony gromad gwiazd – analizując jednocześnie światło od każdej pojedynczej gwiazdy, dzięki czemu w trakcie jednej ekspozycji mamy informacje o tysiącach gwiazd.
Dodatkowe dane pochodziły z projektu Optical Gravitational Lensing Experiment (OGLE), który jest prowadzony przez Uniwersytet Warszawski, a także z Kosmicznego Teleskopu Hubble’a (należącego do NASA/ESA). Pozwoliły na wyznaczenie masy czarnej dziury i potwierdzenie odkrycia.
Wyniki badań zaprezentowano w artykule, który ukaże się w czasopiśmie naukowym „Monthly Notices of the Royal Astronomical Society”. W pracach brali udział astronomowie z Wielkiej Brytanii, Włoch, Szwecji, Hiszpanii, Niemiec, Australii i Kanady.