Большинство известных черных дыр либо чрезвычайно массивны, как сверхмассивные черные дыры, которые находятся в ядрах крупных галактик, либо относительно легкие, с массой менее 100 масс Солнца. Однако черные дыры средней массы (IMBH) редки и считаются редкими «недостающими звеньями» в эволюции черных дыр.
Международная группа астрономов использовала более 500 изображений, полученных с космического телескопа «Хаббл» (НАСА), охватывающих два десятилетия наблюдений, для поиска доказательств существования черной дыры средней массы, отслеживая движение семи быстро движущихся звезд в самой внутренней области шарового звездного скопления Омега Центавра, сообщает журнал Nature.
Эти звезды предоставляют новые убедительные доказательства наличия гравитационного притяжения от черной дыры средней массы, которая их тянет. На сегодняшний день обнаружено всего несколько других кандидатов на роль IMBH.
Омега Центавра состоит примерно из 10 миллионов гравитационно связанных звезд. Скопление примерно в 10 раз массивнее других крупных шаровых скоплений — почти такое же массивное, как небольшая галактика.
Среди множества вопросов, на которые хотят ответить ученые: существуют ли IMBH, и если да, насколько они распространены? Вырастает ли сверхмассивная черная дыра из IMBH? Как образуются сами IMBH? Являются ли плотные звездные скопления их любимым домом?
Омега Центавра примерно в 10 раз массивнее других крупных шаровых скоплений — почти такая же массивная, как небольшая галактика — и состоит примерно из 10 миллионов звезд, связанных гравитацией. ESA/Hubble, NASA, Максимилиан Хеберле (MPIA)
Астрономы теперь создали огромный каталог для движений этих звезд, измеряя скорости для 1,4 миллионов звезд, почерпнутых из изображений скопления, полученных Хабблом. Большинство этих наблюдений предназначались для калибровки инструментов Хаббла, а не для научного использования, но они оказались идеальной базой данных для исследовательских усилий команды.
«Мы обнаружили семь звезд, которых там быть не должно», — объяснил Максимилиан Хеберле из Института астрономии Макса Планка в Германии, который руководил этим исследованием. «Они движутся так быстро, что покинули бы скопление и никогда не вернулись бы. Наиболее вероятным объяснением является то, что очень массивный объект гравитационно притягивает эти звезды и удерживает их близко к центру. Единственный объект, который может быть настолько массивным, — это черная дыра, масса которой по меньшей мере в 8200 раз больше массы нашего Солнца».
На этом изображении показана центральная область шарового скопления Омега Центавра, где космический телескоп НАСА «Хаббл» обнаружил убедительные доказательства наличия кандидата в черные дыры средней массы. ESA/Hubble, NASA, Максимилиан Хеберле (MPIA)
Несколько исследований предположили наличие IMBH в Омеге Центавра. Однако другие исследования предположили, что масса может быть обусловлена центральным скоплением черных дыр звездной массы, и предположили, что отсутствие быстро движущихся звезд со скоростью, превышающей необходимую скорость убегания, делает IMBH менее вероятным в сравнении.
«Это открытие является самым прямым доказательством существования IMBH в Омеге Центавра», — добавила руководитель группы Надин Ноймайер из Института астрономии Макса Планка в Германии, которая инициировала исследование вместе с Анилом Сетом из Университета Юты в Солт-Лейк-Сити. «Это волнующе, поскольку известно лишь несколько других черных дыр с подобной массой. Черная дыра в Омеге Центавра может быть лучшим примером IMBH в нашем космическом окружении».
Международная группа астрономов использовала более 500 изображений с космического телескопа «Хаббл» НАСА, охватывающих два десятилетия наблюдений, чтобы обнаружить семь быстро движущихся звезд в самой внутренней области Омеги Центавра, самого большого и яркого шарового скопления на небе. Эти звезды предоставляют убедительные новые доказательства присутствия черной дыры средней массы (IMBH), которая их притягивает. На сегодняшний день обнаружено всего несколько других кандидатов в IMBH. Это изображение показывает расположение IMBH в Омеге Центавра. Если это подтвердится, на своем расстоянии в 17 700 световых лет кандидат в черную дыру находится ближе к Земле, чем черная дыра массой 4,3 миллиона солнечных в центре Млечного Пути, которая находится на расстоянии 26 000 световых лет. Помимо центра Галактики, это также будет единственный известный случай, когда несколько звезд тесно связаны с массивной черной дырой. Это изображение включает три панели. На первом изображении слева показано шаровое скопление Омега Центавра, совокупность мириадов звезд красного, белого и синего цветов на черном фоне космоса. На втором изображении показаны детали центральной области этого скопления с более детальным видом отдельных звезд. На третьем изображении показано расположение кандидата IMBH в скоплении. ESA/Hubble, NASA, Максимилиан Хеберле (MPIA)
Если эта информация подтвердится, то находящаяся на расстоянии 17 700 световых лет предполагаемая черная дыра будет находиться ближе к Земле, чем черная дыра массой 4,3 миллиона солнечных масс в центре Млечного Пути, расположенная на расстоянии 26 000 световых лет.
Омега Центавра видна с Земли невооруженным глазом и является одним из любимых небесных объектов для наблюдателей за звездами, живущих в южном полушарии. Расположенное чуть выше плоскости Млечного Пути, скопление кажется почти таким же большим, как полная Луна, если смотреть из темной сельской местности. Впервые оно было указано в каталоге Птолемея почти 2000 лет назад как одиночная звезда. Эдмонд Галлей сообщил о нем как о туманности в 1677 году. В 1830-х годах английский астроном Джон Гершель был первым, кто распознал его как шаровое скопление.