По мнению группы астрофизиков, в самом массивном шаровом скоплении в соседней галактике Андромеды может скрываться черная дыра средней массы. Однако ни один такой объект еще не был обнаружен с уверенностью.
Во Вселенной существует три типа черных дыр. Первые, имеющие звездную массу, образуются в результате коллапса массивной звезды и имеют массу от десяти до ста раз больше массы Солнца. Сверхмассивные звезды имеют массу, эквивалентную миллионам или миллиардам Солнц. Чаще всего они встречаются в центре галактик. А между этими двумя крайностями находятся более отдаленные члены семейства черных дыр: черные дыры средней массы, масса которых варьируется от 100 000 до миллиона масс Солнца.
Мы знаем, что эти «недостающие звенья» теоретически существуют. Однако их особенно трудно найти. Подозреваемые уже определены, но ни один из них пока не подтвержден полностью. Новое исследование, о котором сообщается в журнале , представляет нового кандидата.
Предполагается, что подозреваемый находится в шаровом скоплении B023-G078, расположенном на окраине галактики Андромеды, примерно в 2,5 миллионах световых лет от Земли. Исследователи считают, что скопление, масса которого составляет 6,2 миллиона Солнц, на самом деле является разрушенным ядром. По их мнению, это остатки нескольких небольших галактик, которые когда-то слились. В центре этой галактической мешанины находится черная дыра промежуточной массы.
В этой работе команда ученых использовала новые наблюдения обсерватории Gemini и космического телескопа Хаббл для расчета распределения массы в скоплении. Затем, смоделировав скорости звезд, движущихся через скопление, исследователи определили, что без черной дыры в центре эти звезды должны двигаться медленнее.
«Полученные нами звездные скорости дают нам прямое доказательство того, что в центре существует некая темная масса«, — говорит Ренука Печетти, астрофизик из Ливерпульского университета Джона Мурса. «Шаровым скоплениям очень сложно образовывать большие черные дыры. Однако если она находится в оголенном ядре, то там уже должна быть черная дыра, оставшаяся как остаток меньшей галактики, которая попала в большую«.
Однако остается большая неопределенность. По мнению команды, то, что кажется одной черной дырой, на самом деле может быть множеством черных дыр со звездной массой, расположенных достаточно близко друг к другу, что позволяет воспринимать их как единый объект.
Будущие наблюдения, включая инфракрасные наблюдения с помощью телескопа Джеймса Уэбба, могут помочь астрофизикам определить их истинную природу. Исследователи также планируют изучить три других шаровых скопления в той же галактике.