2021-02-12 21:50

В шаровом звездном скоплении обнаружена группа черных дыр

Плотное звездное скопление NGC 6397, которое находится на расстоянии около 7800 световых лет от нас, таит в себе сюрприз – большую группу черных дыр звездной массы. Это удалось выяснить с помощью наблюдений космических обсерваторий Hubble и Gaia. Это открытие не только позволит лучше понять механизм формирования более крупных черных дыр, а также эволюцию шаровых скоплений, но и представляет большой интерес для гравитационно-волновой астрономии, поскольку такие образования должны быть хорошим источником гравитационных волн.

Шаровые скопления можно назвать «окаменелостями» из ранней Вселенной. Это очень плотные образования, состоящие из сотен тысяч звезд. Причем они очень старые. Многие из них, как в данном скоплении, являются практически ровесниками Вселенной. В Млечном пути известно около 150 шаровых скоплений. Каждое из них образовалось из одного газопылевого облака.

В силу своих особенностей такие скопления являются отличным инструментом для изучения истории Вселенной, для оценки содержания темной материи в галактиках. А в последнее время их стали рассматривать как возможные «места обитания» черных дыр средних масс, которые не обнаруживаются напрямую, хотя известны несколько кандидатов в них. Черные дыры средних или промежуточных масс должны быть тяжелее черных дыр звездных масс, которые хорошо известны, но легче сверхмассивных черных дыр, которые находятся в центрах галактик.

Модели предсказывали, что черные дыры промежуточных масс могут находиться в гравитационном ядре шаровых скоплений. Свойства NGC 6397 как раз предполагали, что там находится такая черная дыра. Поэтому ученые внимательно ее исследовали в поисках таких признаков. Для этого оценивались орбиты звезд внутри скопления, поскольку это надежный способ определить наличие и массу черной дыры в окрестностях, так как она гравитацией влияет на орбиты звезд.

Оценкой орбит занялся Парижский институт астрофизики. Для этого использовались точные данные Hubble и Gaia.

«Мы нашли очень убедительные доказательства наличия невидимой массы в плотном ядре скопления, - сказал астроном Эдуардо Витраль, работавший над исследованием. – Но мы были удивлены, обнаружив, что эта масса не является точечной, как следовало ожидать от одной черной дыры. Она распределена по ядру скопления».

Дополнительные расчеты показали, что эта невидимая масса представляет собой черные дыры. Причем не одну черную дыру средней массы, а много черных дыр звездных масс. Они сконцентрированы в центральной части скопления. Но это дает интересные перспективы для дальнейших наблюдений уже с помощью детекторов гравитационных волн. Поскольку сближение этих групп черных дыр неизбежно, они должны сталкиваться, порождая эти волны. Эти исследования могут помочь проследить в том числе механизм образования черных дыр средних масс из черных дыр звездных масс.

Вернуться к списку новостей