Хотя черные дыры известны как самые разрушительные объекты во Вселенной, их эволюция в значительной степени окутана тайной. Это связано с тем, что, хотя астрономы знакомы со сверхмассивными черными дырами, которые существуют в центре галактик, подобных нашей, и черными дырами, масса которых менее 100 раз превышает массу нашего Солнца, понятие черных дыр промежуточной массы (IMBH) в значительной степени ускользнуло от открытия. Однако это может измениться с недавним открытием кандидата в черные дыры, который может существовать в шаровом скоплении Омега Центавра и имеет потенциал стать «недостающим звеном» в лучшем понимании учеными эволюции черных дыр.
Для открытия международная группа исследователей использовала космический телескоп Хаббл и потратила около 20 лет на изучение более 500 изображений семи быстро движущихся звезд, которые находятся в пределах Омеги Центавра, которая находится на расстоянии чуть более 17 000 световых лет от Земли и, по оценкам, имеет возраст чуть более 11,5 миллиардов лет. Возможная причина длительного времени исследования заключается в том, что, по оценкам, Омега Центавра содержит около 10 миллионов звезд, каждая из которых имеет среднюю массу четырех наших Солнц, а шаровое скопление имеет диаметр около 150 световых лет.
«Мы обнаружили семь звезд, которых там быть не должно», — сказал Максимилиан Хеберле, аспирант Института астрономии Макса Планка в Германии и руководитель исследования. «Они движутся так быстро, что должны покинуть скопление и никогда не вернуться. Наиболее вероятным объяснением является то, что очень массивный объект гравитационно притягивает эти звезды и удерживает их близко к центру. Единственный объект, который может быть настолько массивным, — это черная дыра, масса которой по меньшей мере в 8200 раз больше массы нашего Солнца».
Для контекста, сверхмассивная черная дыра в центре нашей галактики примерно в 4,3 миллиона раз больше массы нашего Солнца, что может поместить этого кандидата в черные дыры в «промежуточный диапазон» на основе того, что ученые знают о меньших черных дырах, масса которых менее 100 раз больше массы нашего Солнца. Однако единственное другое исследование, которое предположило существование IMBH внутри Омеги Центавра, было проведено в 2008 году, поэтому это последнее открытие потребует дальнейшего изучения, поскольку исследователям еще предстоит определить точную массу и положение этого кандидата внутри Омеги Центавра.
«Это открытие является самым прямым доказательством существования IMBH в Омеге Центавра», — сказала доктор Надин Ноймайер, научный сотрудник Института астрономии Макса Планка, которая начала исследование. «Это волнительно, поскольку известно лишь несколько других черных дыр с похожей массой. Черная дыра в Омеге Центавра может быть лучшим примером IMBH в нашем космическом окружении».
Этот новый кандидат продолжает длинный список потенциальных открытий IMBH, датируемых 2004 годом, без каких-либо окончательных подтверждений по сей день. Кроме того, учитывая, что эта потенциальная IMBH находится всего в 17 000 световых годах от Земли, в случае подтверждения она может оказаться ближайшей к Земле черной дырой, опередив сверхмассивную черную дыру, находящуюся в центре нашей галактики, которая находится примерно в 27 000 световых годах.
Как уже отмечалось, черные дыры известны как самые разрушительные, но и самые загадочные объекты во Вселенной. Это связано с тем, что их нельзя наблюдать напрямую, и их можно обнаружить только тогда, когда они поглощают объект в окружающей среде, чаще всего звезду. Однако после обнаружения астрономы могут многое узнать об их поведении, включая создание гравитационных волн при слиянии двух черных дыр, как это было обнаружено в 2016 году.
Кроме того, их эволюция остается загадкой, поскольку астрономы десятилетиями спорят о том, как образуются, развиваются и даже умирают черные дыры. Поэтому подтверждение существования первой IMBH может приблизить астрономов на один шаг к лучшему пониманию эволюции черных дыр во всей Вселенной.
Как IMBHs помогут астрономам лучше понять эволюцию черных дыр в ближайшие годы и десятилетия? Только время покажет, и вот почему мы — наука!
Как всегда, продолжайте заниматься наукой и смотреть вверх!
