Naukowcy z MIT i Caltech odkryli coś naprawdę niezwykłego. Dotychczas większość znanych czarnych dziur istniała w układach podwójnych, gdzie krążyły wokół siebie z innym (ale tylko jednym) obiektem - gwiazdą neutronową lub inna czarną dziurą. Teraz jednak po raz pierwszy udało się zaobserwować układ potrójny, co jest nie lada niespodzianką - choć uczciwie trzeba przyznać, że poniekąd spodziewano się takiego odkrycia: o tego typu układach mówiło się dotychczas głównie w sferze badawczych hipotez.
W badaniach opublikowanych w Nature zespół z MIT i Caltech opisał układ, w którym czarna dziura pochłania materię z pobliskiej gwiazdy krążącej w bardzo bliskiej orbicie, wynoszącej 6,5 dnia. I mogłaby to być typowa konfiguracja dla układów podwójnych, jednak niespodzianką jest obecność drugiej gwiazdy, która okrąża czarną dziurę w znacznie większej od niej odległości, a jeden obrót zajmuje jej... 70 000 lat. Teraz naukowcy mają zagwozdkę w temacie tego, jak w ogóle taka czarna dziura powstała.
Dotychczasowe teorie zakładały, że czarne dziury powstają na skutek gwałtownych eksplozji supernowych, w których umierająca gwiazda emituje ogromne ilości energii i światła, zanim zapadnie się w czarną dziurę. W takim przypadku wszelkie luźno związane obiekty zostałyby odrzucone w kosmos. Naukowcy przypuszczają jednak, że w tym przypadku doszło do łagodniejszego procesu, w którym gwiazda po prostu zapada się pod własnym ciężarem bez eksplozji. I to akurat mogłoby tłumaczyć fakt istnienia "dodatkowej" gwiazdy w układzie.
Zespół z MIT i Caltech natrafił na czarną dziurę V404 Cygni, która jest oddalona od Ziemi o około 8000 lat świetlnych od Ziemi. Analiza dokonanych obserwacji obiektu ujawniła obecność dwóch blisko położonych plam światła. Jedna z nich była dobrze znanym obiektem – czarną dziurą z gwiazdą krążącą bardzo blisko, emitującą materię, która "opada" na czarną dziurę. Druga plama, której wcześniej nie badano zbyt dokładnie, pochodziła prawdopodobnie z odległej gwiazdy, okrążającej tę samą czarną dziurę w znacznie większej odległości.
Dzięki danym z satelity Gaia, który od 2014 roku śledzi ruchy gwiazd w naszej galaktyce, udało się ustalić, że zarówno wewnętrzna, jak i zewnętrzna gwiazda poruszają się synchronicznie. To dla badaczy znak, że są one grawitacyjnie związane z tą samą czarną dziurą. Szansa na przypadkowe wystąpienie takiego związku między nimi wynosi zaledwie 1 na 10 milionów, co w skali ogromu kosmosu może i nie jest absolutnym potwierdzeniem owego faktu, ale na pewno wspiera teorię o potrójnym układzie.
Przeprowadzono więc symulację, aby sprawdzić, jak ten układ mógł powstać. Wyniki wskazują, że najbardziej prawdopodobnym scenariuszem jest właśnie "łagodne" zapadnięcie się, które mogło zachować zewnętrzną gwiazdę w orbicie. Wiek układu został oszacowany na około 4 miliardy lat, co czyni go jednym z najstarszych znanych układów z udziałem czarnej dziury.
W ten sposób dowiadujemy się więcej o samych czarnych dziurach i o układach z ich udziałem. Wygląda na to, że układy podwójne to nie jest maksimum "możliwości" kosmosu i możemy się spodziewać kolejnych niespodzianek. Biorąc pod uwagę ogrom i skomplikowanie Wszechświata, nie zdziwiłbym się, gdyby istniały układy poczwórne lub większe. Aby jednak to mogło się stać, czarna dziura raczej nie może powstawać w wyniku brutalnych, uwalniających ogrom energii zjawisk.
