Анализируя звёздное скопление возле сверхмассивной чёрной дыры в сердце нашей галактики, Стрелец А*Изучая скопление, исследователи обнаружили еще одну черную дыру промежуточной массы – крайне редкий тип. Необычное движение звезд и присутствие высокоскоростного ионизированного газа могут стать явным свидетельством существования черной дыры в центре скопления.
Черные дыры рождаются в результате гравитационного коллапсаЗвездо-гиганты, масса которых в среднем в 25 раз превышает массу Солнца, растут за счет энергии окружающего их газа и пыли или за счет слияния с другими черными дырами. Большинство из них имеют либо звездную массу (от 10 до нескольких десятков масс Солнца), либо сверхмассивную (от нескольких миллионов до десятков миллиардов масс Солнца).
С другой стороны, чёрные дыры промежуточной массы (от ста до ста тысяч масс) . СолнцаОчень редко встречаются. В наблюдаемой Вселенной до настоящего времени обнаружено около десяти. Если черные дыры образуются за счет постепенного поступления газа и пыли или других черных дыр, то логично ожидать больше промежуточных черных дыр. черные дыры так редки, остается загадкой.
С другой стороны, выявлять такие черные дыры сложнее, поскольку им обычно не хватает массы для формирования заметного окружающего облака. аккреционный дискЯркий диск из заряженной материи, чаще всего окружающий черные дыры, почти не виден.
Астрофизики полагают, что промежуточные черные дыры появились сразу же после Большого взрыва и служат «семенами» для черных дыр, соединяясь и становясь сверхмассивными. Ни одна звезда не может быть достаточно массивной, чтобы создать подобные черные дыры.
Исследование команды из Кельнского университета, о промежуточной черной дыре возле центра нашей галактики, подтверждает данную гипотезу. Черная дыра взаимодействует со Стрельцом А* и может повлиять на его рост и эволюцию. Результаты исследования опубликованы в журнале The Astrophysical Journal.
Необычные движения звезд
В новом исследовании ученые для поиска промежуточной черной дыры обратились к звездному скоплению IRS 13, находящемуся в 0,1 светового года от центра нашей галактики. Это загадочное и удивительно компактное скопление первоначально принимали за необычно массивную звезду. Удивительное скопление звезд до сих пор восхищает научный мир после его открытия примерно двадцать лет назад. — поясняет Флориан Пайскер, руководитель исследования, в сообщении прессы Кельнского университета. Но новые наблюдения с высокой детализацией продемонстрировали, что это на самом деле сложное скопление структур.
Предыдущие наблюдения выявили, что скопление — активное место образования звезд, а его плотность превышает ранние оценки.
Авторы нового исследования считают, что причиной тому является гравитационное притяжение Стрельца A*.
С другой стороны, исследователи предполагают существование механизма, позволяющего IRS 13 сохранять компактную структуру. В действительности, логика указывает на то, что она должна быть бесструктурной, а не компактной, учитывая ее близость к Стрельцу A* и интенсивное гравитационное притяжение, возникающее вследствие этого.
Исследователи для расшифровки механизма провели многоволновые наблюдения с использованием Очень большого телескопа в Чили, Atacama Large Millimeter/submillimeter Array и рентгеновского космического телескопа Chandra.
В скоплении звезд IRS 13 движения оказались нетипичными и организованными. Анализ примерно пятидесяти индивидуальных звездных траекторий обнаружил новую структуру, не подчиняющуюся ни одной из известной науке закономерностей. — пишут исследователи в отчёте. Звезды в скоплении обычно разбросаны хаотично. Затем исследователи предположили, что такая закономерность обусловлена либо гравитационным взаимодействием со Стрельцом А*, либо массивным объектом, расположенным в центре скопления и сохраняющим свою компактную структуру, координирующим движение своих звезд.
Движения звезд свидетельствуют о том, что в центре IRS 13 есть пустое пространство. Но другие наблюдения показывают, что масса скопления в тридцать тысяч раз больше массы Солнца и превосходит массу любого другого известного звездного скопления Млечного Пути. Центральная часть скопления окружена кольцом, испускающим интенсивное рентгеновское излучение, свойственное ионизированному газу, вращающемуся со скоростью нескольких сотен километров в секунду. Это указывает на наличие аккреционного диска.
Ученые установили наличие промежуточной черной дыры в сердце объекта IRS 13. Высококачественные данные позволяют подтвердить состав компонентов скопления с чёрной дырой средней массы в центре. «, — говорит Пайскер.
Группа экспертов планирует изучать черную дыру с помощью космического телескопа «Джеймс Уэбб» и Чрезвычайно большого телескопа, строительство которого ведется в пустыне Атакама в Чили. Наблюдения могут помочь понять редкость промежуточных дыр.