Raziskovalna skupina z Univerze v Ljubljani je preučevala razvoj črnih lukenj zvezdnih mas. S primerjavo populacij starih in mladih črnih lukenj so pokazali, da je razvoj črnih lukenj izjemno počasen. Študija je objavljena v reviji Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Mase supermasivnih črnih lukenj, kakršne najdemo v središčih galaksij, so sorazmerne z njihovo starostjo in začetno maso, kar opisuje potenčni zakon. Za črne luknje z zvezdnimi masami pretekle raziskave nakazujejo, da se njihove mase tekom življenja ne spreminjajo znatno. To pomeni, da se takšne črne luknje ne razvijajo, oziroma se razvijajo tekom zelo dolgih časovnih obdobji. Težave preteklih študij črnih lukenj zvezdnih mas so bili majhni vzorci črnih lukenj, zato je raziskovalna skupina želela natančneje opredeliti potenčno odvisnost mase in starosti črnih lukenj.

Raziskovalna skupina je svoj vzorec črnih lukenj izbrala med znanimi črnimi luknjami v dvojnih sistemih. To jim je omogočilo natančno določitev starosti črnih lukenj. V dvozvezdju se namreč nahajata zvezda, ki jo vidimo, in črna luknja, ki je ne vidimo. Starost zvezde so lahko ocenili s prilagajanjem razvojne krivulje. Zvezde v dvozvezdjih praviloma nastanejo hkrati, zato so s tem hkrati ocenili starost črne luknje.

Vzorec črnih lukenj so nato razdelili na razdelili na stare, ki so nastale pred vsaj pol milijarde leti, in mlade. Tem je skupina prilagodila asimetrično Gaussovo porazdelitev po masah za stare in mlade črne luknje. Iz porazdelitve so izžrebali 100 000 naključnih točk, vsaki so nato z uporabo potenčne zveze izračunali začetno maso za različne potence. Začetna masa je masa črne luknje ob rojstvu. Limita Tolman–Oppenheimer–Volkoff predstavlja maso, ob kateri nevtronska zvezda kolapsira v črno luknjo. Če je začetna masa črne luknje pod limito, to pomeni, da je morala zvezda doživeti trk, preden je kolapsirala v črno luknjo. Skupina je izračunala, da je v primeru potence 3 ali več delež črnih lukenj z začetno maso pod limito za kolaps višji od 50 odstotkov. To pomeni, da so kolapsi nevtronskih zvezd pogosti, ali pa da mora biti potenca manjša od 3.

Potenčno odvisnost so dodatno preverili s primerjavo porazdelitev začetnih mas starih in mladih črnih lukenj za različne vrednosti potence. Porazdelitvi sta si bili najbolj podobni ob potenci blizu nič, z visoko gotovostjo pa so jo omejili pod 0,5. To nakazuje, da črne luknje z zvezdnimi masami ne doživljajo znatnega razvoja oziroma rasti mas. Z novimi opazovanji črnih lukenj, denimo s satelitom Gaia, pa se bosta vzorec črnih lukenj in posledično natančnost potenčnega zakona povečala.

ZbritOFF je potenciral Oskar.

Vir slik: članek (CC4), wikimedia commons (NASA’s Goddard Space Flight Center/Jeremy Schnittman, cmglee) (CC4)