В шаровом скоплении Омега Центавра искали так называемую черную дыру промежуточной массы — объект между небольшими черными дырами, образующимися после смерти звезд, и сверхмассивными, наблюдаемыми в центрах галактик. Несмотря на длительные поиски в космосе, такие черные дыры не найдены. В Омеге Центавра нет промежуточных черных дыр, зато есть система из других черных дыр.
Шаровые звёздные скопления — это малые галактики, состоящие из звёзд, объединённых гравитацией в сферической форме. Группа этих скоплений вращается вокруг большой галактики, подобно спутникам. Млечный Путь насчитывает более ста пятидесяти таких скоплений.
С древних времен наблюдается скопление, которое много веков считалось звездой, поэтому исторически закрепилось наименование звезды — Омега Центавра. Объект расположен в одноименном созвездии, примерно в 15-17 тысячах световых лет от Земли. Для сравнения, галактики, спутницы Млечного Пути, Большое и Малое Магеллановы Облака, находятся примерно в 10 раз дальше.
Диаметр этого скопления приблизительно 150 световых лет, и в нём около десяти миллионов звёзд с общей массой равной четырем-пяти миллионам Солнц. Преимущественно это звезды карликового типа. Размеры Омеги Центавра заставляют астрономов предполагать, что это даже не шаровое скопление, а остаток когда-то поглощённой Млечным Путем карликовой галактики.
Именно Омега Центавра привлекает наибольшее внимание исследователей черных дыр, которые стремятся обнаружить тип, которого теоретически можно ожидать – среднемассную черную дыру.
В настоящее время в космосе обнаруживают два типа черных дыр: следы коллапса самых массивных звезд (черные дыры звездных масс или несколько больше) и сверхмассивные черные дыры в центрах галактик, масса которых может равняться миллионам или миллиардам Солнц. Наша центральная галактическая черная дыра, например, содержит массу четырех миллионов Солнц.
Астрономы стремятся понять, существует ли промежуточный вариант черных дыр — с массой, например, в десятки тысяч Солнц. При наличии таких объектов их поиск должен проводиться в шаровых звездных скоплениях. Выдвигалась гипотеза о присутствии подобной černé дыры в Омеге Центавра, и в центре скопления наблюдаются признаки источника очень сильной гравитации — явно повышенные скорости движения некоторых звезд.
По этому вопросу возник спор: одни исследователи полагали, что эти звезды разгоняет одна большая черная дыра искомой промежуточной массы, другие возражали, что на самом деле там может быть просто скопление сравнительно мелких черных дыр — объектов звездной массы.
Группа учёных из Испании, Франции, Швейцарии и Великобритании создала новую иллюстрацию внутреннего устройства шарового скопления. Astronomy & Astrophysics (доступнаНа сервере препринтов Корнеллского университета исследователи объяснили, что изучили центр Омеги Центавра с помощью звезд особой разновидности — так называемых миллисекундных пульсаров, расположенных в его окрестностях.
Пульсары, или нейтронные звезды, — это сжавшиеся ядра умерших тяжелых звезд, вращающиеся со скоростью, которая сопровождается интенсивным излучением. Миллисекундные пульсары отличаются особенно быстрым вращением: каждый оборот совершают за доли секунды. Предполагается, что их высокая скорость вращения обусловлена падающим веществом захваченной звезды-компаньона. Таких звезд часто находят в шаровых скоплениях, где теснота способствует образованию двойных систем. По словам астрофизиков, периоды обращения таких звезд практически всегда остаются неизменными. Это свойство позволяет использовать их как чувствительные «датчики», которые реагируют даже на самые незначительные изменения рядом с собой.
В Омеге Центавра зарегистрировано 18 подобных звезд. Ученые изучили их поведение для определения распределения массы в центре скопления. Исследователи полагают, что там находится не одна крупная черная дыра, а кластер черных дыр звездных масс. Не исключено присутствие особенно массивной черной дыры в самом сердце скопления, однако она меньше, чем считалось ранее, и окружена множеством мелких черных дыр.