Новые данные космического телескопа «Хаббла» НАСА/ЕКА предоставили самое убедительное доказательство того, что черные дыры средней массы все-таки существуют. Найденная черная дыра обитает внутри плотного звездного скопления, сообщается в пресс-релизе на официальном сайте миссии «Хаббл».
Черная дыра средней массы (Intermediate-mass black hole, IMBH) – это черная дыра, которая значительно тяжелее черной дыры звездной массы (от 10 до нескольких десятков масс Солнца), образующаяся из-за коллапса массивной звезды, но гораздо легче сверхмассивной черной дыры (от миллиона до сотен миллионов масс Солнца), которая обычно находится в центре больших галактик.
Такие космические объекты являются «недостающим звеном» в эволюции черной дыры. Их очень трудно найти. На сегодняшний день к исследователей есть несколько кандидатов на роль IMBH. Существование одного из них недавно подтвердил «Хаббл». Эта черная дыра находится внутри плотного звездного скопления, ее масса в 50 000 раз превышает массу нашего Солнца.
Еще в 2006 году высокоэнергетические спутники обнаружили мощную вспышку рентгеновских лучей, но не было ясно, происходили ли они изнутри или снаружи нашей галактики. Исследователи связали это с тем, что звезда разрывается на части после приближения к гравитационно мощному компактному объекту, подобному черной дыре.
Удивительно, но источник рентгеновского излучения, названный 3XMM J215022.4? 055108, не был расположен в центре галактики, где обычно находятся массивные черные дыры. Это вселяло надежду на то, что IMBH был виновником смерти звезды, но сначала нужно было исключить еще один возможный источник рентгеновской вспышки: остывающая нейтронная звезда в нашей галактике Млечный Путь. Нейтронные звезды – чрезвычайно плотные остатки взорвавшихся звезд.
«Хаббл» смотрел в строну источника рентгеновского излучения, чтобы определить его точное местоположение. Снимки телескопа подтвердили, что рентгеновские лучи исходили не от изолированного источника в нашей галактике, а из отдаленного плотного звездного скопления, расположенного на окраине другой галактики – как раз в том месте, где астрономы ожидали найти доказательства IMBH. Предыдущие исследования «Хаббла» показали, что чем массивнее галактика, тем массивнее ее черная дыра. Таким образом, этот новый результат предполагает, что звездное скопление, в котором находится 3XMM J215022.4? 055108, может быть ядром карликовой галактики с меньшей массой, которая была разрушена из-за тесного взаимодействия с другой, более крупной галактикой.
IMBH было особенно трудно найти, потому что они меньше и менее активны, чем сверхмассивные черные дыры; у них нет легкодоступных источников топлива, и при этом у них нет гравитационного притяжения, достаточно сильного для того, чтобы они постоянно притягивали звезды и другой космический материал и излучали рентгеновское свечение. Поэтому астрономы должны поймать IMBH с поличным во время «сожжения» звезды. В рамках этого исследования ученые просмотрели архив данных XMM-Newto – а это сотни тысяч источников, – чтобы точно подтвердить, что их кандидат – черная дыра средней массы. Обнаружив рентгеновское свечение от измельченной звезды, астрономы смогли оценить массу черной дыры: в 50 000 раз больше массы Солнца.
Теперь перед ученые появились новые вопросы: сверхмассивная черная дыра растет из черной звезды средней массы? как формируются сами IMBH? являются ли плотные звездные скопления их любимым домом?
[Иллюстрация: ESA/HUBBLE, M. KORNMESSER]
