В природе черные дыры различаются по массе. В центрах галактик мы наблюдаем звездные дыры с массами от одной до десятков солнечных масс и сверхмассивные черные дыры с массами в миллионы или миллиарды солнечных масс. С другой стороны, черные дыры промежуточной массы гораздо более неуловимы, и на данный момент мы обнаружили лишь несколько кандидатов.
Наше нынешнее понимание эволюции галактик предполагает, что самые ранние галактики, вероятно, имели центральные черные дыры среднего размера, которые со временем увеличивались в размерах по мере эволюции галактик. Однако если галактика перестанет расти, например, поглощаясь другими галактиками, то эти черные дыры никогда не будут расти.
Новый кандидат на это появился в недавнем исследовании, проведенном Максимилианом Хеберле, исследователем из Института астрономии Макса Планка. Исследование подтверждает то, о чем давно подозревали астрономы: Омега Центавра, шаровое звездное скопление, которое мы называем Млечным Путем, содержит центральную черную дыру с массой 8200 солнечных, лучший кандидат на роль черной дыры промежуточной массы.
Черная дыра была обнаружена благодаря быстрому движению звезд в ядре скопления, что подтверждает гипотезу о том, что Омега Центавра на самом деле является ядром галактики, поглощенной Млечным Путем миллиарды лет назад.
Омега Центавра: скопление или карликовая галактика?
Омега Центавра — это звездное скопление, состоящее примерно из 10 миллионов звезд, которое можно увидеть как размытие на ночном небе в южных широтах. В небольшие телескопы оно выглядит ничем не отличающимся от других шаровых скоплений: сферическое и очень старое скопление звезд, упакованных так плотно вместе, что невозможно различить их по отдельности.
Но теперь, как давно предполагалось, эти новые результаты снова поднимают вопросы о природе Омеги Центавра.
Обратите внимание: Самый далекий квазар может помочь нам понять, как образуются огромные черные дыры.
Они предполагают, что на самом деле это может быть ядро небольшой галактики, эволюция которой была прервана, когда ее поглотил Млечный Путь.
Если бы она когда-то была ядром галактики, а затем слилась бы с нашей, потеряв все, кроме центральной группы звезд, конденсированные звезды Омеги Центавра и центральная черная дыра были бы «заморожены во времени»: дальнейшего не было бы при слиянии не останется места для роста центральной черной дыры.
Черная дыра останется того же размера, что и в момент поглощения Омеги Центавра, что позволит нам увидеть недостающее звено между первыми черными дырами малой массы и последующими сверхмассивными черными дырами.
Подтверждение существования центральной черной дыры
Хеберле работал над доказательством существования черных дыр и в течение нескольких лет руководил созданием массивного каталога движений звезд Омега Центавра, измеряя скорости 1,4 миллиона звезд и изучая более 500 изображений скопления Хаббла. Большинство этих изображений были сделаны не для научных целей, а для калибровки инструментов Хаббла, но они оказались идеальной комбинацией для данного исследования.
Итак, помимо предоставления наиболее полного каталога звездных движений в Омеге Центавра (статья доступна здесь), исследователи также обнаружили семь примечательных быстро движущихся звезд в небольшой области в центре скопления.
Характеристики движения этих быстро движущихся звезд подтверждают, что их скорости обусловлены наличием концентрированной массы в близлежащей области шириной в три световых месяца (три угловые секунды). На изображении видно, что в предполагаемом местонахождении этой массы нет видимых объектов, чего и следовало ожидать при наличии черной дыры.
Предыдущие исследования подняли некоторые ключевые вопросы о возможном наличии черной дыры в центре объекта. Теперь эти семь звезд подтвердили это и помогли оценить ее массу: она имеет не менее 8200 солнечных масс и является черной дырой промежуточной массы.
Она находится на расстоянии около 18 000 световых лет от нас, что делает ее ближайшей из известных массивных черных дыр (а не сверхмассивной черной дырой, такой как Стрелец А*, расположенной на расстоянии около 27 000 световых лет в центре Млечного Пути). Это открытие:
- Обещает разрешить спор о том, содержит ли Омега Центавра черную дыру промежуточной массы.
- Предложен лучший на сегодняшний день кандидат на роль черной дыры промежуточной массы.
- Предоставляет важную новую информацию о происхождении Омеги Центавра.
Последующие наблюдения этих звезд в центре Омеги Центавра будут проводиться с помощью космического телескопа Джеймса Уэбба. Кроме того, существуют инструменты будущего, такие как GRAVITY+ на Очень Большом Телескопе Европейской Южной Обсерватории и MICADO на Будущем Чрезвычайно Большом Телескопе, которые смогут определять положения звезд более точно, чем Хаббл.
Долгосрочная цель — определить, как звезды ускоряются, изгибают свои орбиты и танцуют вокруг черных дыр.
Полный текст статьи опубликован в журнале Nature, его можно найти .
Больше интересных статей здесь: Новости науки и техники.
Источник статьи: В природе черные дыры различаются по массе.