В крупнейшем звездном скоплении Млечного Пути нашли систему из черных дыр

Шаровые звездные скопления похожи на миниатюрные версии галактик — собрания гравитационно связанных звезд в единой сферической структуре. Они окружают большую галактику и вращаются вокруг нее, как спутники. У нашего Млечного Пути уже насчитали больше полутора сотен таких «подопечных».

Одно из этих скоплений наблюдают с древних времен, но много веков ее считали звездой, поэтому исторически закрепилось наименование звезды — Омега Центавра. Объект расположен в одноименном созвездии, примерно в 15-17 тысячах световых лет от нас. Для сравнения, галактики — спутницы Млечного Пути, Большое и Малое Магеллановы Облака, находятся примерно в 10 раз дальше.

Диаметр этого скопления — около 150 световых лет, и оно содержит приблизительно 10 миллионов звезд общей массой как четыре-пять миллионов Солнц. В основном это карликовые звезды. Габариты Омеги Центавра давно наводят астрономов на подозрения, что это даже не совсем шаровое скопление, а остаток когда-то захваченной Млечным Путем карликовой галактики.

Поэтому именно Омега Центавра вызывает больше всего любопытства у исследователей черных дыр: они пытаются найти их разновидность, которую считают теоретически возможной, — черную дыру средней массы.

Напомним, сейчас в космосе реально наблюдают два типа черных дыр: «схлопнувшиеся» ядра самых массивных звезд (черные дыры звездных масс или несколько больше) и сверхмассивные черные дыры в центрах галактик, которые «весят» как миллионы и миллиарды Солнц. К примеру, наша центральная галактическая черная дыра заключает в себе массу четырех миллионов Солнц.

Астрономы пытаются выяснить, существует ли промежуточный вариант — черная дыра с массой, скажем, в десятки тысяч Солнц. Если они есть, искать их стоит как раз в шаровых звездных скоплениях. Высказывались версии, что именно такая черная дыра расположена в Омеге Центавра, и в центре скопления действительно наблюдают признаки источника очень сильной гравитации — явно «превышенные» скорости движения некоторых звезд.

По этому поводу возник спор: одни исследователи считали, что эти звезды разгоняет одна большая черная дыра искомой промежуточной массы, другие возражали, что на самом деле там может быть просто собрание сравнительно мелких черных дыр — объектов звездных масс.

Команда астрономов из Испании, Франции, Швейцарии и Великобритании недавно составила свою картину происходящего внутри шарового скопления. В своей статье для Astronomy & Astrophysics (доступна на сервере препринтов Корнеллского университета) они объяснили, что изучили центр Омеги Центавра с помощью расположенных в его окрестностях звезд особой разновидности — так называемых миллисекундных пульсаров.

Напомним, пульсары, или нейтронные звезды, — это сжавшиеся бывшие ядра «умерших» тяжеловесных звезд, которые вращаются вокруг своей оси с огромной скоростью и испускают интенсивное излучение. Миллисекундные пульсары отличаются особенно сильным вращением, они совершают каждый оборот за ничтожные доли секунды. Предположительно, они так «раскручены» падающим веществом захваченной звезды-компаньона. Такие звезды часто встречают в шаровых скоплениях, поскольку там довольно тесно и многие светила образуют двойные системы. По словам астрофизиков, периоды обращения таких звезд практически всегда неизменны, и это позволяет использовать их как чувствительные «датчики», которые выдают даже самые незначительные изменения рядом с ними.

В Омеге Центавра наблюдают 18 таких звезд. Ученые сопоставили их «поведение», чтобы понять, как распределена масса в центре скопления. Исследователи больше склоняются к тому, что там расположена не одна большая черная дыра, а сконцентрированный кластер черных дыр звездных масс. При этом полностью не исключают того, что в самой «сердцевине» может быть особенно массивная черная дыра, но она далеко не столь тяжеловесная, как раньше думали, и в любом случае окружена россыпью мелких.