Hubble допоміг астрономам знайти невловиму чорну діру середньої маси

Дані, зібрані космічним телескопом Hubble, надали астрономам переконливі докази існування чорної діри середньої маси. Вона розташована в центрі кулястого скупчення Омега Центавра.

Відсутня ланка в еволюції чорних дір

У центрах більшості спостережуваних галактик знаходяться надмасивні чорні діри. Маса цих «монстрів» може досягати мільярдів сонячних. На іншому кінці шкали знаходяться чорні діри зоряної маси, що формуються під час гравітаційного колапсу зір-гігантів — вони перевищують за масою Сонце в кілька десятків разів.

Чорна діра середньої маси в уявленні художника. Джерело: NASA/ESA and G. Bacon (STScI)

На думку астрономів, ця класифікація не повна і в ній також має бути проміжний «середній клас». Мова про чорні діри, маси яких значно більші за чорні діри зоряної маси, але набагато менші, ніж у надмасивних чорних дір. Припускається, що вони могли стати «зародками», які згодом розрослися до надмасивних чорних дір у центрах сучасних галактик.

Проблема полягає в тому, що на сьогодні астрономам вдалося виявити лише кілька потенційних кандидатів, які підходять на роль таких чорних дір. Але завдяки телескопу Hubble у розпорядженні вчених з’явилися найкращі на цей час свідчення, що підтверджують існування цієї «відсутньої ланки».

Чорна діра по сусідству

Відкриття було зроблено під час вивчення кулястого скупчення Омега Центавра. Воно розташоване на відстані 17 700 світлових років від Землі прямо над площиною Чумацького Шляху. Це найбільше кулясте скупчення нашої галактики. Омега Центавра складається з 10 млн гравітаційно-пов’язаних зір. Скупчення навіть можна побачити на нічному небі неозброєним оком.

Кулясте скупчення Омега Центавра. Джерело: ESA/Hubble & NASA, M. Häberle (MPIA)

Астрономи давно підозрювали, що в серці Омега Центавра може ховатися чорна діра. Для підтвердження вони проаналізували понад 500 знімків скупчення, зроблених телескопом Hubble за останні два десятиліття. Більшість із них призначалися для калібрування інструментів телескопа, а не для наукового використання, але вони виявилися ідеальною базою даних для дослідників.

Під час аналізу астрономи виявили сім зір, яких не повинно бути в скупченні. Вони рухаються так швидко, що вже мали б назавжди покинути його. Найімовірніше пояснення полягає в тому, що якийсь масивний об’єкт притягує ці зорі та утримує їх поблизу центру Омега Центавра. Його маса у 8200 разів перевершує сонячну, що робить його ідеальним кандидатом у чорні діри середньої маси.

Передбачуване розташування чорної діри середньої маси в кулястому скупченні Омега Центавра. Джерело: ESA/Hubble & NASA, M. Häberle (MPIA)

Астрономи мають намір продовжувати дослідження, щоб точніше визначити характеристики об’єкта в центрі Омега Центавра. Для цього буде залучений телескоп James Webb і наземні обсерваторії. Якщо відкриття підтвердиться, воно стане важливим кроком на шляху до розуміння того, як відбувалася еволюція чорних дір у Всесвіті.

За матеріалами esahubble.org