В сердце гигантского звездного скопления обнаружен рой черных дыр
Сюжет только что углубился в загадочной истории о невидимой массе, скрывающейся внутри самого большого скопления звезд в галактике Млечный Путь.
В самом сердце Омеги Центавра находится огромный шар гравитационно связанных звезд. На расстоянии более 17 000 световых лет астрономы только что обнаружили свидетельства существования целого роя черных дыр звездной массы.
Это открытие представляет собой несколько интересных проблем, связанных с тем фактом, что предыдущие исследования предполагали, что масса представляет собой одну большую черную дыру, в тысячи раз превышающую массу Солнца. Но изучение истинной природы тьмы, скрывающейся в Омеге Центавра, приближает нас к решению этих проблем.
«Мы давно знаем о сверхмассивных черных дырах в центрах галактик и о меньших черных дырах звездной массы в нашей собственной галактике. Однако идея о черных дырах промежуточной массы, которые могли бы преодолеть разрыв между этими крайностями, остается недоказанной», — объясняет астрофизик Андрес Баньярес Эрнандес из Института астрофизики Канарских островов в Испании.
«Изучая Омегу Центавра – остаток карликовой галактики – мы смогли усовершенствовать наши методы и сделать шаг вперед в понимании того, существуют ли такие черные дыры и какую роль они могут играть в эволюции звезд скопления и галактики. Эта работа помогает разрешить дискуссию, продолжавшуюся два десятилетия, и открывает новые двери для будущих исследований».
Омега Центавра — это шаровое скопление — большой плотный сферический шар из звезд, тесно связанных друг с другом. под действием силы тяжести. Ее диаметр составляет около 150 световых лет, и она содержит около 10 миллионов звезд. Считается, что это остаток ядра карликовой галактики, Колбаски Гайи, которая давным-давно была поглощена Млечным Путем.
Чёрные дыры промежуточной массы, или IMBH, очень востребованы астрономами. Мы думаем, что они существуют, потому что должна быть какая-то связь между черными дырами звездной массы, образующимися из мертвых массивных звезд, и сверхмассивными монстрами, вокруг которых кружатся галактики, но мы нашли очень мало доказательств их существования. p>
Но черные дыры, если они не питаются активно, на самом деле не так легко выдают свое местоположение. Нам нужно найти косвенные доказательства того, что они есть. Было проведено множество исследований по отслеживанию движения звезд внутри Омеги Центавра, чтобы выяснить, можно ли объяснить их движение орбитой вокруг невидимой центральной массы – скрытой ЧДМ.
Множественные исследования показали, что ответ положительный: похоже, внутри Омеги Центавра действительно существует скрытая масса. В статье, опубликованной ранее в этом году, эта масса уточнена до 8200 солнечных масс. Хотя диапазон масс IMBH официально не определен, и известно, что астрономы адаптировали это определение под то, что им нужно, 8200 солнечных масс находятся в пределах каждого диапазона IMBH.
Однако это только в том случае, если эта масса представляет собой одиночный объект, а не рой. Астрономы считали, что появление рой будет гораздо менее вероятным, поскольку гравитационное взаимодействие между черными дырами и другими звездами может заставить их вылететь из центра скопления волей-неволей.
Команда под руководством Баньяреса Эрнандеса хотела узнать больше о IMBH, предположительно находящемся в Омеге Центавра, поэтому они добавили новый набор данных в свой анализ скопления.
Они добавили ускорение пульсаров в свои расчеты. Пульсары представляют собой подмножество нейтронных звезд, которые вращаются очень, очень быстро, много раз в секунду, испуская при этом лучи радиоволн со своих полюсов. Когда эти лучи проносятся мимо Земли, они заставляют звезду пульсировать, как космический маяк.
Потому что периоды вращения пульсаров могут быть очень точно измерены, ученые также могут использовать звезды для очень точного измерения других параметров, таких как движение, положение и ускорение. Их можно обнаружить по изменениям во времени импульсов.
Согласно моделированию и расчетам команды с добавленными данными о пульсарах, движение звезд в центре Омеги Центавра лучше всего можно объяснить рой маленьких черных дыр звездной массы – тех, которые образуются из коллапсирующих ядер массивных звезд после их смерти.
Но это не совсем гвоздь в гроб присутствия IMBH. Вполне возможно, что черные дыры звездной и промежуточной масс сосуществуют. Фактически, это могло бы даже решить некоторые проблемы поиска роя.
Черный звездной массы дыры могут быть связаны, как и другие звезды, гравитацией IMBH. И если IMBH образуются в результате иерархических слияний черных дыр звездной массы, обнаружение обеих вместе может дать ключ к пониманию того, как растут гигантские черные дыры.
«Охота на неуловимые черные дыры промежуточной массы продолжается. Одна из них все еще может существовать в центре Омеги Центавра, но наша работа предполагает, что она должна быть меньше примерно в 6000 раз. массы Солнца и живут рядом с скоплением черных дыр звездной массы», — говорит астрофизик Джастин Рид из Университета Суррея в Великобритании.
«Однако есть все шансы, что мы скоро его найдем. Приближается все больше и больше ускорений пульсаров, что позволяет нам заглядывать в центры плотных звездных скоплений и охотиться за черными дырами более точно, чем всегда раньше.»
Исследование ожидается в отделе астрономии и астрофизики.
