Центральная область шарового скопления Омега Центавра, где космический телескоп «Хаббл» обнаружил убедительные доказательства наличия черной дыры среднего размера.
Хотя все черные дыры огромны с человеческой точки зрения, на самом деле они бывают самых разных размеров. Но эти размеры обычно попадают на оба конца спектра — либо относительно небольшие, либо абсолютно огромные. Теперь исследователи обнаружили редкую черную дыру среднего размера в соседнем звездном скоплении Омега Центавра, согласно новой статье, опубликованной в среду в журнале Природа.
«Это очень интересно, потому что известно лишь несколько других черных дыр с подобной массой», — говорится в заявлении НАСА соавтора исследования и астронома из Института астрономии Общества Макса Планка в Германии Надин Ноймайер.
Астрономы обнаружили множество меньших черных дыр — звездных остатков, масса которых составляет от 5 до 150 масс нашего Солнца. Они также обнаружили сверхмассивные черные дыры в центре галактик с массой, превышающей массу Солнца более чем в 100 000 раз. Но в пределах этих крайностей было обнаружено лишь несколько кандидатов в черные дыры, масса которых составляет от 150 до 100 000 масс Солнца.
«Люди задавались вопросом: их трудно обнаружить, потому что их просто нет, или потому что их трудно обнаружить?» — рассказал ведущий автор исследования Максимилиан Хеберле, астроном из Института астрономии Общества Макса Планка, Нелл Гринфилдбойс из NPR.
«Велись долгие дебаты о том, существуют ли черные дыры средней массы вообще и в частности в Омеге Центавра», — добавляет Хэберле Уиллу Данэму из Reuters. «И наше обнаружение может помочь разрешить этот спор».
Черные дыры «среднего размера» крупнее черных дыр, созданных коллапсом звезд, но меньше сверхмассивных черных дыр в ядрах галактик.
Проанализировав 500 снимков Хаббла за два десятилетия, астрономы нашли убедительные доказательства: https://t.co/BKn1m4M6p3 pic.twitter.com/LC9AQCWQpx
— Хаббл (@NASAHubble) 10 июля 2024 г.
Омега Центавра, скопление из десяти миллиардов звезд, удерживаемых вместе гравитацией, почти такое же массивное, как небольшая галактика. Оно расположено в 16 000 световых лет от Земли и является самым массивным звездным скоплением в Млечном Пути, что делает его идеальным местом для охоты за черными дырами. Ранее несколько исследований обнаружили то, что, возможно, может быть черной дырой среднего размера в звездном скоплении, но некоторые астрономы подвергли эти выводы сомнению.
Например, наблюдения, которые, как представляется, предполагают наличие черной дыры средней массы, на самом деле могут указывать на скопление меньших черных дыр звездной массы. Кроме того, никто не обнаружил звезд, движущихся достаточно быстро, чтобы указать на присутствие черной дыры среднего размера.
В новом исследовании ученые измерили скорости 1,4 миллиона звезд в Омеге Центавра на основе изображений скопления, полученных космическим телескопом Хаббл. Большая часть данных была собрана для калибровки инструментов Хаббла, но в итоге они оказались полезными для этого конкретного проекта.
«Что здесь поразительного», — рассказывает Саймон Портегис Цварт, астроном из Лейденской обсерватории в Нидерландах, который не принимал участия в открытии. Небо и телескопГоверт Шиллинг из , «заключается в том, что они измерили скорости отдельных звезд».
«Мы обнаружили семь звезд, которых там быть не должно», — говорит Хеберле в заявлении НАСА. «Они движутся так быстро, что они покинули бы скопление и никогда не вернулись бы».
Тот факт, что эти семь звезд не убегают в космос, говорит о том, что они гравитационно связаны черной дырой, масса которой по меньшей мере в 8200 раз превышает массу Солнца, что делает ее черной дырой среднего размера. Если это подтвердится, черная дыра будет находиться в 17 700 световых годах от Земли — ближе, чем сверхмассивная черная дыра в центре Млечного Пути.
«Это действительно захватывающе, не правда ли? Это всего лишь вторая черная дыра, где можно увидеть отдельные звезды, вращающиеся вокруг нее», — рассказала NPR Дженни Грин, астрофизик из Принстонского университета, которая не принимала участия в исследовании.
Изучение черных дыр среднего размера может помочь исследователям лучше понять эволюцию огромных структур в целом. Ранее исследователи предполагали, что сверхмассивные черные дыры могут образовываться в результате слияния черных дыр среднего размера.
Черные дыры среднего размера — это «недостающее звено, необходимое для объяснения существования сверхмассивных черных дыр», — говорит Ева Нойола, астроном, не принимавшая участия в исследовании. Новости наукиЛиза Гроссман. «Если будет доказано, что (средние черные дыры) возникают в плотных звездных скоплениях, то у вас будет решение, которое будет довольно элегантным и простым».
