U sazvežđu Labuda, udaljenom nekih 7.800 svetlosnih godina od Zemlje, krije se prava svemirska neobičnost. Tamo, crna rupa u sistemu pod nazivom V404 Cigni se stalno uključuje u ponašanje koje je istovremeno zbunilo i oduševilo naučnike.
Sada je izvukao potpuno novi trik iz svog naizgled beskrajnog arsenala: nevidljivi binarni pratilac, zvezda na širokoj orbiti od oko 70.000 godina.
Pošto V404 Labud već ima pratioca – zvezdu na bliskoj, 6,5-dnevnoj orbiti, na kojoj se ležerno gušta centralna crna rupa – novootkriveni treći objekat čini sistem trinarnim.
Ovo je prvi put da smo videli sistem sa ovom konfiguracijom, i mogao bi da ponudi neke uvide u to kako nastaju crne rupe. To je zato što je eksplozija supernove, za koju se smatra da je mehanizam kojim se formiraju crne rupe zvezdane mase, trebalo da prekine slabu gravitacionu vezu široke orbite.
„Mislimo da se većina crnih rupa formira od nasilnih eksplozija zvezda, ali ovo otkriće pomaže da se to dovede u pitanje“, kaže fizičar Kevin Berdž sa Tehnološkog instituta u Masačusetsu.
„Ovaj sistem je super uzbudljiv za evoluciju crne rupe, a takođe postavlja pitanja da li tamo ima još trojki.
Za drugu zvezdu, zapravo, znamo decenijama; astronomi su mislili da je to samo zvezda blizu V404 Cigni, što bi bilo relativno neupadljivo.
Ali podaci koje je prikupila Gaia misija Evropske svemirske agencije otkrili su da se tamo definitivno dešava više nego što smo mislili. Gaia mapira trodimenzionalne pozicije objekata u galaksiji Mlečni put; ali takođe mapira njihov pravac i brzinu dok se kreću kroz prostor.
V404 Labud i naizgled nepovezana zvezda se kreću kroz svemir u istom pravcu i istom brzinom. To pokazuje da su objekti povezani.
„To skoro sigurno nije slučajnost ili nesreća“, kaže Berdž. „Vidimo dve zvezde koje prate jedna drugu zato što su vezane ovim slabim nizom gravitacije. Dakle, ovo mora da bude trostruki sistem.“
Postoje dokazi za model formiranja crne rupe supernove. Ovo je kada umiruća zvezda eruptira u kolosalnoj eksploziji, izbacujući svoj spoljašnji materijal, dok se jezgro zvezde urušava pod gravitacijom i formira crnu rupu, najgušći objekat u Univerzumu.
Naučnici su videli supernove i odvojili svetlost da bi izmerili masu objekta u jezgru i zaključili da je nastala crna rupa. Ali to ne znači da je supernova jedini mehanizam formiranja. Druga opcija je model direktnog kolapsa. Ovde, masivna zvezda jednostavno implodira, potpuno, u crnu rupu, bez nereda, bez gužve.
Ovde je malo teže doći do dokaza. Bez nereda ili gužve, prilično je odsustvo dokaza.
Ovde V404 Cigni odjednom postaje veoma interesantan – jer kada je eksplozija supernove asimetrična, što često jesu, neravnoteža energije može crnoj rupi u nastajanju dati usmeren udarac.
Ovo je teško rešiti sa tako širokom orbitom kao što se vidi sa novospojenom zvezdom. Crna rupa i zvezda su razdvojene rastojanjem od 3.500 astronomskih jedinica, što čini njihovu gravitacionu vezu jedna sa drugom relativno slabom. Poremećaj koji je unela supernova trebalo je da prekine tu vezu kao pramen paučine.
Široko orbitalno razdvajanje takođe čini gravitaciono hvatanje između dva prolazna objekta teškim za objašnjenje. Berdž i njegove kolege sproveli su desetine hiljada simulacija i otkrili da je najbolje objašnjenje da su tri objekta već bila gravitaciono vezana kada se crna rupa formirala; a da je mehanizam formiranja bio direktan kolaps.
„Ogromna većina simulacija pokazuje da je najlakši način da se ovaj trostruki posao učini direktnim kolapsom“, kaže Berdž.
To je do sada najbolji dokaz za model direktnog kolapsa formiranja crne rupe, koji podržava mehanizam kao validan način tumačenja crnih rupa čiju istoriju formiranja je teško rešiti supernovom.
Možda čak postoje i drugi trinari koji uključuju široke crne rupe koje smo propustili zbog prikrivenosti crnih rupa; njihovo pronalaženje bi nam moglo pomoći da bolje razumemo kako se ovi objekti formiraju i zašto bi crna rupa mogla da se sruši direktno, a ne da eksplodira u blesku svetlosti.
„Ili smo imali mnogo sreće, ili su tercijari uobičajeni“, kaže astronom Karim El-Badri sa Kalteha.
„Ako su uobičajene, to bi moglo da reši neka od dugotrajnih pitanja o tome kako se formiraju binarne crne rupe. Trojke otvaraju evolucione puteve koji nisu mogući za čiste binarne.
„Ljudi su zapravo predviđali i ranije da bi se binarne crne rupe mogle formirati uglavnom kroz trostruku evoluciju, ali do sada nikada nije bilo direktnih dokaza.“
Istraživanje je objavljeno u časopisu Priroda.
