В центре Галактики обнаружено новое «недостающее звено» — черная дыра

Похоже, что мы наконец обнаружили по крайней мере некоторые из «недостающих» черных дыр во Вселенной.

Скопление звезд под названием IRS 13 недалеко от центра галактики, похоже, таит в себе черную дыру. его середина. Более того, то, как эти звезды роятся и вращаются по орбитам, позволяет предположить, что черная дыра является редкостью: она находится в диапазоне масс среднего веса, между теми, которые имеют звездоподобную массу, и сверхмассивными монстрами.

Такая черная промежуточная масса дыры обнаруживаются крайне редко, что делает IRS 13 захватывающим само по себе… но вишенкой на торте является ее местоположение.

Находящаяся всего в 0,1 световом году от центра галактики черная дыра, кажется, быть одним из строительных блоков, которые питают непрерывный рост и эволюцию сверхмассивной черной дыры в ядре Млечного Пути, Стрельца А* (Sgr A*).

Это жизненно важный ключ, который может помочь нам понять как растут черные дыры, заполняя разрыв между массами звездного диапазона и сверхмассивными черными дырами.

Черные дыры являются конечной точкой эволюции в продолжительности жизни массивной звезды, но наблюдаемые массы этих объектов озадачивают.

В диапазоне звездных масс мы имеем черные дыры, которые образуются из коллапса ядер массивных звезд (и слияний между ними). Для черной дыры, образовавшейся из одной звезды, верхний предел массы примерно в 80 раз превышает массу Солнца.

Сверхмассивные черные дыры имеют плохо определенный диапазон масс, но общепринято считать, что он составляет от миллионов до миллиардов. раз больше массы Солнца. Все, что находится между 100 массами Солнца и от 100 000 до миллиона солнечных масс, представляет собой промежуточный диапазон масс, в котором было обнаружено поразительно мало объектов.

Причина, по которой это шокирует, заключается в том, что оно оставляет вакантным эволюционный путь между маленькими черными массами. дыры и большие.

В статистике наблюдений между звездными и сверхмассивными черными дырами существует разрыв, который нелегко объяснить – а это означает, что у нас практически нет свидетельств роста из одной точки. с другой.

IRS 13 была открыта чуть более 25 лет назад и с тех пор озадачивает астрономов. Сначала считалось, что это одна массивная звезда. Затем двойная звезда. Затем звезда Вольфа-Райе, массивная звезда на грани сверхновой.

С тех пор ее идентифицировали как небольшое скопление, но все еще загадочное. Оно настолько близко к Sgr A* – черной дыре с массой 4,3 миллиона Солнц – что такое скопление не должно быть в состоянии поддерживать свою тесную структуру.

Команда под руководством астрофизика Флориана Пайскера из Кельнский университет в Германии хотел разгадать эту загадку, поэтому исследователи изучили, как движутся звезды и газовые сгустки в скоплении. Они ожидали, что движение будет относительно случайным, но вместо этого обнаружили, что оно было вполне упорядоченным.

Этому есть два возможных объяснения. Одним из них является влияние Стрельца А*, каким-то образом изменяющего орбиты объектов в IRS 13. Но, по мнению команды, внутри скопления должно быть что-то, что гравитационно сохраняет его нетронутым.

Они проводили наблюдения и моделирование. чтобы посмотреть, смогут ли они понять, что это за нечто. Отслеживая движение скопления, они определили место, где может находиться этот плотный объект.

В этом месте они наблюдали рентгеновские лучи и кольцо ионизированного газа, вращающееся со скоростью около 130°. километров (81 миль) в секунду.

Затем они вычислили массу объекта в центре кольца, используя все эти движения. Их объект превысил космические масштабы и имел массу около 30 000 солнечных масс. Это может быть только одно: черная дыра промежуточной массы.

Будущие наблюдения с помощью самых современных инструментов дадут нам больше информации об этом загадочном объекте, но на данный момент это скопление, похоже, представляют собой значительный шаг на пути к пониманию эволюции черной дыры.

«IRS 13, по-видимому, является важным строительным блоком для роста нашей центральной черной дыры SgrA*», — говорит Пайскер.

» Это удивительное звездное скопление продолжает удивлять научное сообщество с тех пор, как оно было обнаружено около двадцати лет назад. Сначала считалось, что это необычайно тяжелая звезда. Однако теперь, имея данные высокого разрешения, мы можем подтвердить наличие строительного блока. состав с черной дырой промежуточной массы в центре».

Результат исследования опубликован в Астрофизическом журнале.