Хаббл обнаружил давно разыскиваемую чёрную дыру промежуточного размера недалеко от Земли
Астрономы при помощи космического телескоп «Хаббл», получили, по их словам, лучшие на сегодняшний день доказательства наличия чёрной дыры «промежуточного размера», скрывающейся в центре ближайшего к Земле шарового звёздного скопления, расположенного на расстоянии всего 6000 световых лет.
Практически все обнаруженные нами чёрные дыры бывают двух размеров: маленькие и огромные. По некоторым оценкам, в нашей Галактике можно найти порядка 100 млн маленьких чёрных дыр (масса которых лишь в несколько раз превышает массу нашего Солнца), образовавшихся в результате взрывов отгоревших звёзд. При этом Вселенная наводнена сверхмассивными чёрными дырами, масса которых в миллионы или миллиарды раз превышает массу нашего Солнца — такие чёрные дыры находятся в центрах галактик.
Отдельный класс чёрных дыр, которые астрономы ищут уже очень давно — это чёрные дыры средней массы, весом где-то от 100 до 100 000 солнечных. Учёные пытаются понять, как они могут образовываться, где они могут находиться, и почему они так редки?
Астрономы выявили кандидатов в чёрные дыры средней массы с помощью различных методов наблюдения. Две лучшие кандидатуры — 3XMM J215022.4–055108, которую Хаббл помог открыть в 2020 году, и HLX-1, обнаруженная в 2009 году, — находятся в плотных звёздных скоплениях на окраинах других галактик. Каждая из этих возможных чёрных дыр имеет массу десятков тысяч Солнц и, возможно, когда-то находилась в центрах карликовых галактик. Рентгеновская обсерватория НАСА «Чандра» также помогла сделать множество открытий чёрных дыр промежуточных размеров, включая большую выборку, составленную в 2018 году.
Тем временем гораздо ближе к нам, в плотных шаровых звёздных скоплениях, вращающихся вокруг нашего Млечного Пути, было обнаружено несколько предполагаемых чёрных дыр промежуточной массы. Например, в 2008 году астрономы Хаббла объявили о предполагаемом наличии чёрной дыры средней массы в шаровом скоплении Омега Центавра. По ряду причин, включая необходимость получения дополнительных данных, эти и другие находки все ещё остаются неубедительными и не исключают альтернативных теорий.
Теперь уникальные возможности «Хаббла» были использованы для того, чтобы навестись на ядро шарового звёздного скопления М4 и провести охоту за чёрными дырами с большей точностью, чем в предыдущих поисках. «Без «Хаббла» невозможно заниматься подобной наукой», — сказал Эдуардо Витраль из Научного института космического телескопа в Балтиморе, штат Мэриленд, ведущий автор статьи, которая будет опубликована в Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Команда Витраля обнаружила возможную чёрную дыру промежуточной массы — около 800 масс Солнца. Предполагаемый объект нельзя увидеть, но его масса рассчитывается путём изучения движения звёзд, попавших в его гравитационное поле. Измерение их движения требует времени и большой точности. Именно здесь «Хаббл» добился того, чего не может сделать ни один современный телескоп. Астрономы проанализировали 12-летние наблюдения M4, проведённые «Хабблом», и отследили движения звёзд.
Собранные Хабблом данные исключают альтернативные объяснения этого объекта, такие как компактное центральное скопление звёздных останков, нейтронные звезды, или меньшие чёрные дыры, вращающиеся вокруг друг друга.
«У нас есть уверенность в том, что мы наткнулись на крошечный регион с большой концентрацией массы. Она примерно в три раза меньше самой плотной тёмной массы, которую мы находили ранее в других шаровых скоплениях, — сказал Витраль. — Регион более компактен, чем то, что даёт нам компьютерное моделирование таких вариантов, как скопление чёрных дыр, нейтронных звёзд и белых карликов. Они не способны сформировать такую компактную концентрацию массы».
