Hubble помог астрономам найти неуловимую черную дыру средней массы

Данные, собранные космическим телескопом Hubble, предоставили астрономам убедительные доказательства существования черной дыры средней массы. Она расположена в центре шарового скопления Омега Центавра.

Недостающее звено в эволюции черных дыр

В центрах большинства наблюдаемых галактик находятся сверхмассивные черные дыры. Масса этих «монстров» может достигать миллиардов солнечных. На другом конце шкалы находятся черные дыры звездной массы, формирующиеся при гравитационном коллапсе звезд-гигантов — они превышают по массе Солнце в нескольких десятков раз.

Черная дыра средней массы в представлении художника. Источник: NASA/ESA and G. Bacon (STScI)

По мнению астрономов, эта классификация не полная и в ней также должен быть промежуточный «средний класс». Речь о черных дырах, массы которых значительно больше черных дыр звездной массы, но гораздо меньше, чем у сверхмассивных черных дыр. Предполагается, что они могли стать «зародышами», впоследствии разросшимися до сверхмассивных черных дыр в центрах современных галактик.

Проблема заключается в том, что на сегодня астрономам удалось обнаружить лишь несколько потенциальных кандидатов, подходящих на роль таких черных дыр. Но благодаря телескопу Hubble в распоряжении ученых появились наилучшие на данный момент свидетельства, подтверждающие существование этого «недостающего звена».

Черная дыра по соседству

Открытие было сделано в ходе изучения шарового скопления Омега Центавра. Оно находится на расстоянии 17 700 световых лет от Земли прямо над плоскостью Млечного Пути. Это крупнейшее шаровое скопление нашей галактики. Омега Центавра состоит из 10 млн гравитационно-связанных звезд. Скопление даже можно увидеть на ночном небе невооруженным глазом.

Шаровое скопление Омега Центавра. Источник: ESA/Hubble & NASA, M. Häberle (MPIA)

Астрономы давно подозревали, что в сердце Омега Центавра может скрываться черная дыра. Для подтверждения они проанализировали свыше 500 снимков скопления, сделанных телескопом Hubble за последние два десятилетия. Большинство из них предназначались для калибровки инструментов телескопа, а не для научного использования, но они оказались идеальной базой данных для исследователей.

В ходе анализа астрономы обнаружили семь звезд, которых не должно быть в скоплении. Они движутся так быстро, что уже должны были навсегда покинуть его. Наиболее вероятное объяснение заключается в том, что некий массивный объект притягивает эти звезды и удерживает их вблизи центра Омега Центавра. Его масса в 8200 раз превосходит солнечную, что делает его идеальным кандидатом в черные дыры средней массы.

Предполагаемое расположение черной дыры средней массы в шаровом скоплении Омега Центавра. Источник: ESA/Hubble & NASA, M. Häberle (MPIA)

Астрономы намереваются продолжать исследования, чтобы точнее определить характеристики объекта в центре Омега Центавра. Для этого будет задействован телескоп James Webb и наземные обсерватории. Если открытие подтвердится, оно станет важным шагом на пути к пониманию того, как происходила эволюция черных дыр во Вселенной.

По материалам esahubble.org