"Потерянные" черные дыры: ученые раскрыли еще одну тайну космической эволюции

Ученые обнаружили в центре нашей галактики загадочный объект, который позволит узнать больше об эволюции черных дыр.

Ученые из Кельнского университета обнаружили в центре нашей галактики "пропавшую" черную дыру", существование которой они предполагали в теории, но не могли найти тому реальные подтверждения.

Об этом пишет Science Alert.

Скопление звезд под названием IRS 13 у центра галактики Млечный путь, похоже, таит в себе черную дыру. Более того, результаты наблюдений за этим скоплением позволяют предположить, что это черная дыра промежуточной массы – чрезвычайно редкий во Вселенной объект, являющийся промежуточным этапом эволюции между черными дырами звездоподобной массы и сверхмассивными монстрами. К тому же "вишенкой на торте" стало удивительное расположение этого объекта.

Черная дыра, находящаяся всего в 0,1 светового года от центра галактики, вероятно, является одним из строительных блоков, питающих сверхмассивную черную дыру Стрельца А* (Sgr A*), расположенную в ядре Млечного Пути.

"Это важная подсказка, которая поможет нам понять, как растут черные дыры, и преодолеть разрыв между массами звездного диапазона и сверхмассивными черными дырами", – отмечают авторы статьи.

Черные дыры являются конечной фазой эволюции массивной звезды, но массы этих объектов, за которыми наблюдают ученые, сбивают с толку.

В диапазоне звездных масс имеются черные дыры, которые образуются из ядер сколлапсировавших массивных звезд или вследствие их слияния. Для чёрной дыры, образованной из одной звезды, верхний предел массы составляет около 80 масс Солнца.

Диапазон масс сверхмассивных черных дыр менее определен, но считается, что он составляет от миллионов до миллиардов масс Солнца. Все черные дыры весом от сотни до миллиона масс Солнца – это промежуточный диапазон, в котором обнаружено поразительно мало объектов, что оставляет под покровом тайны эволюционный путь между маленькими черными дырами и большими. Сейчас у ученых мало информации, что именно происходит с черными дырами во время роста.

Объект IRS 13 был обнаружен чуть более 25 лет назад и с тех пор он сбивает с толку астрономов. Сначала его считали одинокой массивной звездой. Затем двойной звездой. Затем звездой Вольфа-Райе, массивной звездой на грани сверхновой.

С тех пор его идентифицировали как небольшое звездное скопление, но оно все еще остается загадкой для астрономов. Оно расположено так близко к Sgr A* — черной дыре с массой 4,3 миллиона Солнц — что такое скопление должно поддерживать свою тесную структуру.

Команда под руководством астрофизика Флориана Пайскера из Кельнского университета в Германии хотела решить эту загадку, поэтому исследователи изучили, как движутся звезды и газовые сгустки в скоплении. Они ожидали, что движение будет относительно случайным, но обнаружили, что оно было достаточно упорядоченным.

Этому есть два возможных объяснения. Одно из них — влияние Sgr A*, определенным образом изменяющей орбиты объектов в IRS 13. Но, по мнению команды, внутри скопления должно быть что-то, что гравитационно удерживает его целостность.

Они провели наблюдение и моделирование, чтобы узнать, с чем они имеют дело. В результате ученым удалось определить место, где мог находиться этот плотный объект. В этом месте они наблюдали рентгеновское излучение и кольцо ионизированного газа, вращающегося со скоростью около 130 км/с.

Затем они вычислили массу объекта в центре кольца, составляющую примерно 30 000 солнечных масс. Поэтому единственное, чем может быть этот загадочный объект – это чёрная дыра промежуточной массы.

Будущие наблюдения с использованием современных инструментов позволят получить больше информации об этом загадочном объекте и сделать значительный шаг на пути к пониманию эволюции черных дыр.