Фото предоставлено: Университет Суррея.
Может ли десятилетняя дискуссия о загадочном движении звезд в Омеге Центавра, крупнейшем звездном скоплении Млечного Пути, наконец разрешиться?
Омега Центавра — массивное звездное скопление, насчитывающее почти десять миллионов звезд в созвездии Центавра. Исследователи давно обнаружили, что скорости звезд, движущихся вблизи центра Омеги Центавра, оказались выше, чем ожидалось. Однако неясно, было ли это вызвано черной дырой «промежуточной массы» (ЧДМ), которая весит в сотни тысяч раз больше массы Солнца, или совокупностью черных дыр «звездной массы», каждая из которых весит всего лишь в несколько раз больше массы Солнца.
Ожидается, что в результате звездной эволюции в центре Омеги Центавра сформируется скопление черных дыр. Но астрономы предположили, что большинство из них будет выброшено в результате взаимодействия с другими звездами. Таким образом, отверстие IMBH все чаще казалось предпочтительным решением. Это казалось еще более вероятным, когда недавно появились новые доказательства существования быстро движущихся звезд вблизи центра Омеги Центавра, которым может потребоваться взаимодействие с IMBH, чтобы достичь таких высоких скоростей.
Черные дыры промежуточной массы (ЧДД) интересуют астрономов, поскольку они могут быть «недостающим звеном» между черными дырами звездной массы и сверхмассивными черными дырами. Черные дыры звездной массы возникают в результате гибели массивных звезд и уже обнаружены с помощью различных методов. Сверхмассивные черные дыры находятся в центрах крупных галактик и могут весить в миллионы и миллиарды раз больше массы Солнца.
В настоящее время мы не знаем, как формируются сверхмассивные черные дыры и начинают ли они жизнь как черные дыры звездной массы. Поиски IMBH могли бы раскрыть эту космическую загадку.
Новое исследование с участием Университета Суррея снова рассмотрело аномальные скорости звезд в центре Омеги Центавра, но на этот раз с использованием новых данных. Исследователи впервые объединили данные об аномальной скорости с новыми данными об ускорении пульсаров.
Подобно черным дырам, пульсары образуются из умирающих звезд. Они весят вдвое больше Солнца, имеют диаметр всего 20 км и могут вращаться до 700 раз в секунду. Вращаясь, они излучают радиоволны вдоль своей оси вращения и движутся как волчок. Радиолуч проносится мимо Земли, как маяк, позволяя нам обнаружить ее.
Пульсары — это естественные часы, почти такие же точные, как атомные часы на Земле. Тщательно измеряя изменение скорости их вращения, астрономы могут рассчитать, как ускоряются пульсары, тем самым напрямую измеряя напряженность гравитационного поля в центре Омеги Центавра.
Объединив эти новые измерения ускорения со скоростями звезд, исследователи из Суррея, Канарского института астрофизики (IAC, Испания) и Лаборатории теоретической физики LAPTh в Анси, Франция, смогли обнаружить разницу между IMBH и скопление черных дыр, что благоприятствует последнему. Работа опубликована в журнале Astronomy & Astrophysicals.
Откройте для себя новейшие достижения науки, технологий и космоса благодаря более чем 100 000 подписчиков, которые ежедневно получают информацию от Phys.org. Подпишитесь на нашу бесплатную рассылку и получайте ежедневные или еженедельные новости о прорывах, инновациях и важных результатах исследований.
Профессор Джастин Рид, соавтор исследования из Университета Суррея, сказал: «Охота на неуловимые черные дыры промежуточной массы продолжается. В центре Омеги Центавра все еще может быть одна из них, но наша работа предполагает, что она должна быть». Их масса примерно в шесть тысяч раз превышает массу Солнца, и они живут рядом с скоплением черных дыр звездной массы. Однако есть все шансы, что мы его скоро найдем. Приближается все больше и больше ускорений пульсаров, что позволяет нам заглядывать в центры плотных звездных скоплений и искать черные дыры более точно, чем когда-либо прежде».
Андрес Баньярес Эрнандес, ведущий автор исследования из IAC, сказал: «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.
«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 звездных скоплений и галактик. Эта работа помогает разрешить дискуссию, продолжавшуюся два десятилетия, и открывает новые двери для будущих исследований.
«Формирование пульсаров также является активной областью исследований, поскольку в последнее время их обнаружено большое количество. Омега Центавра — идеальная среда для изучения моделей их формирования, чего мы достигли в нашем анализе впервые».
Информация от: Университетом Суррея.
