Хотите получать важные новости науки?
Подписаться
  • Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
26.07.2024
Василий Парфенов
1 441

В сердце Млечного Пути обнаружили сразу две долгожданные «промежуточные» черные дыры

6.1

Теория относительности допускает существование черных дыр любой массы — главное, чтобы материя оказалась упакованной в достаточно компактном объеме. Во Вселенной, однако, встречаются черные дыры лишь двух классов: сверхмассивные и звездной массы, промежуток между которыми загадочно пустует. Поиск таких «средних» черных дыр крайне важен для космологии, поскольку позволит ответить на несколько ключевых вопросов мироздания. И за последний месяц в Млечном Пути нашлось сразу два многообещающих кандидата в черные дыры средней массы.

Черные дыры средней массы в Млечном Пути
Снимок центральной части шарового звездного скопления Омега Центавра, на правой панели показано предполагаемое местонахождение черной дыры средней массы. Учитывая, что Омега Центавра, скорее всего, представляет собой останки карликовой галактики, которую Млечный Путь поглотил в прошлом, наличие массивного объекта в центре скопления ожидаемо. Ранее предполагалось, что этот объект — скопление черных дыр звездной массы, однако новые данные показывают, что это вероятнее всего IMBH / ESA, Hubble, NASA, Maximilian Häberle (MPIA)

Наиболее распространенное описание процесса рождения черной дыры — коллапс звезды на финальных стадиях ее существования — касается лишь появления черных дыр звездной массы. Они образуются из светил, которые как минимум впятеро раз тяжелее Солнца, но чаще обладающих массой от 10 до 150 солнечных. Не все вещество звезды коллапсирует, так что такие черные дыры имеют массу от трех до 130 солнечных, редко обладают постоянным аккреционным диском и поэтому невидимы.

Тем не менее в существовании черных дыр звездной массы астрофизики не сомневаются. Некоторое количество таких объектов — часть двойных систем со звездой, чье вещество они «воруют», в результате получается рентгеновская двойная звезда. Их только в нашей Галактике обнаружено порядка полусотни. Также черные дыры звездной массы раскрывают себя, когда сталкиваются друг с другом или другими темными объектами — от подобных событий расходятся гравитационные волны.

Со сверхмассивными черными дырами ситуация обратная: это самые заметные объекты во Вселенной, но как они формируются — вопрос открытый. При массе от 100 тысяч до десятков миллионов солнечных они должны были поглощать материю с огромной скоростью, чтобы успеть образовать ядра галактик уже на заре существования Вселенной.

Одна из наиболее проработанных гипотез гласит, что сверхмассивные черные дыры растут за счет объединения меньших черных дыр друг в друга. По этой логике, во Вселенной должно быть сравнительно много промежуточных черных дыр массой от сотен до десятков тысяч солнечных.

Беда в том, что кандидатов в такие объекты астрономия знает едва ли десяток, и подтверждение их статуса проблематично. Обнаружить черную дыру средней массы (intermediate-mass black hole, IMBH) так же непросто, как и звездной массы, только их статистически меньше. Гравитационные обсерватории еще не засекли ни одной, рентгеновские двойные с IMBH неизвестны, остаются только наблюдения за аномалиями в движениях газопылевых облаков и звезд в скоплениях.

Последний метод позволил сделать два кандидата в черные дыры средней массы наиболее достоверными из всех известных, причем они оба находятся в Млечном Пути.

Первый — в шаровом звездном скоплении Омега Центавра, которое расположено на расстоянии 17 тысяч световых лет от Земли. Оно состоит более чем из 10 миллионов звезд, это крупнейшее звездное скопление в нашей Галактике.

Наличие IMBH в Омеге Центавра впервые предположили 16 лет назад, но каких-либо достоверных данных, подтверждающих это, тогда не было. Согласно новой научной работе, опубликованной в рецензируемом научном журнале Nature, теперь необходимые доказательства есть.

Это все еще не прямые, а косвенные наблюдения, но благодаря обработке большого массива данных кандидата в черную дыру средней массы в Омеге Центавра можно назвать едва ли не наиболее достоверным из всех.

Ученые проанализировали 500 изображений звездного скопления, сделанных на протяжении 20 лет наблюдений космическим телескопом Хаббла. Они определили скорость движения 1,4 миллиона звезд в нем и нашли семь, которые выдали IMBH — они двигаются так быстро и по таким траекториям, что объяснить это можно лишь влиянием компактного объекта массой не менее 8200 солнечных.

Черные дыры средней массы в Млечном Пути
Слева — комбинированное изображение GCIRS 13E (центр скопления отмечен как IRS13), расположенного неподалеку от Стрельца A* (отмечен, как SgrA*). В центре и справа — изображения GCIRS 13E в разных радиодиапазонах, кандидат в черную дыру средней массы отмечен точкой E3, большой салатовый круг показывает сферу Хилла этой IMBH, из которого приливными силами выброшен поток горячего газа, образующий связку (ridge) с объектом IRS 2L / © The Evaporating Massive Embedded Stellar Cluster IRS 13 Close to Sgr A*. II. Kinematic Structure, Florian Peißker et al 2024 ApJ 970 74, DOI:10.3847/1538-4357/ad4098

Другая команда исследователей изучала еще одного давно известного кандидата в черные дыры средней массы — пока безымянный объект в скоплении GCIRS 13E. Оно находится в 27 тысячах световых лет от Земли и всего в 0,1 светового года от Стрельца A, сверхмассивной черной дыры в центре Млечного Пути.

Именно поэтому наличие IMBH в GCIRS 13E столь интересно: вероятнее всего, мы наблюдаем процесс «кормления» Стрельца A, формирующий его колоссальную массу.

В научной работе, которая опубликована в The Astrophysical Journal, использованы данные наблюдений сразу нескольких обсерваторий: Very Large Telescope (VLT), Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) и космического рентгеновского телескопа Chandra. На их основе ученые выделили траектории 50 звезд, указывающих на существование черной дыры средней массы в GCIRS 13E. Она примерно в 30 тысяч раз тяжелее Солнца и окружена потоком горячего газа.

Подробное изучение кандидатов в черные дыры средней массы позволит уточнить их природу, подтвердить или опровергнуть само существование IMBH во Вселенной. В любом случае ученые получат больше информации о том, где искать недостающее звено в эволюции сверхмассивных черных дыр, без которых существование крупных галактик трудно вообразить. Более того, чем больше мы знаем о промежуточных черных дырах, тем полнее наше понимание космологии.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
mostly harmless Есть телега: https://t.me/tempest_exults
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Позавчера, 18:58
Игорь Байдов

За последние 30 лет размер трески, обитающей в Балтийском море, значительно уменьшился. Если раньше рыбаки вылавливали из воды особей размером с маленького ребенка, то теперь добытая рыба легко помещается в ладонях. Авторы нового исследования винят в этом человека, который заставил один из видов эволюционировать в «карликов».

Вчера, 17:23
Людмила Соколова

Чтобы понять, как часто за пределами Солнечной системы встречаются миры, похожие на Землю, ученые из Калифорнийского университета (США) провели статистический анализ 517 экзопланет. Результаты показали, что всего три мира, включая наш, соответствуют критериям потенциальной обитаемости. Наиболее перспективными из них оказались Kepler-22b и Kepler-538b.

Вчера, 11:35
Игорь Байдов

Команда исследователей из Италии и США предложила два способа, с помощью которых гипотетический зонд сможет быстро добраться до одного из самых отдаленных и малоизученных объектов Солнечной системы. Речь о Седне — транснептуновом теле, которое находится за орбитой Плутона. По мнению инженеров, эти передовые технологии смогут доставить аппарат к Седне за семь и 10 лет.

Позавчера, 18:58
Игорь Байдов

За последние 30 лет размер трески, обитающей в Балтийском море, значительно уменьшился. Если раньше рыбаки вылавливали из воды особей размером с маленького ребенка, то теперь добытая рыба легко помещается в ладонях. Авторы нового исследования винят в этом человека, который заставил один из видов эволюционировать в «карликов».

25 июня
ФизТех

Группа российских ученых из Института прикладной математики имени М. В. Келдыша РАН и МФТИ провела детальное численное исследование источников шума, генерируемых крылом прототипа сверхзвукового бизнес-джета в режиме посадки. Эта работа, сочетающая передовые методы вычислительной гидродинамики и аэроакустики, впервые позволила с высокой точностью локализовать и охарактеризовать основные зоны шумообразования вблизи полноразмерной геометрии крыла модели прототипа сверхзвукового пассажирского самолета в посадочной конфигурации.

Вчера, 17:23
Людмила Соколова

Чтобы понять, как часто за пределами Солнечной системы встречаются миры, похожие на Землю, ученые из Калифорнийского университета (США) провели статистический анализ 517 экзопланет. Результаты показали, что всего три мира, включая наш, соответствуют критериям потенциальной обитаемости. Наиболее перспективными из них оказались Kepler-22b и Kepler-538b.

17 июня
Адель Романова

Радиотелескопы уловили очень короткий сигнал, и по его характеристикам стало ясно, что он не может быть естественного происхождения. Астрономы пришли к выводу, что источник находился в околоземном пространстве — там, где уже более полувека летает «мертвый» аппарат NASA.

25 июня
ФизТех

Группа российских ученых из Института прикладной математики имени М. В. Келдыша РАН и МФТИ провела детальное численное исследование источников шума, генерируемых крылом прототипа сверхзвукового бизнес-джета в режиме посадки. Эта работа, сочетающая передовые методы вычислительной гидродинамики и аэроакустики, впервые позволила с высокой точностью локализовать и охарактеризовать основные зоны шумообразования вблизи полноразмерной геометрии крыла модели прототипа сверхзвукового пассажирского самолета в посадочной конфигурации.

5 июня
Александр Березин

Вид антилоп, с ледникового периода привыкший к массовым миграциям, пытается вернуться в свой исторический ареал, когда-то достигавший Днепра. Однако их нетипичные для травоядных привычки вызывают сильнейшее отторжение у сельских жителей, предлагающих массово уничтожать их с воздуха. С экологической точки зрения возвращение этих животных весьма желательно, но как примирить их с фермерами — неясно.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий
Подтвердить?
Подтвердить?
Причина отклонения
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Закрыть
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно