У сверхмассивной чёрной дыры в центре Галактики есть сестра?

Астрономы выдвинули дерзкое предположение, что огромная чёрная дыра в центре Млечного Пути не одинока. В новом исследовании опробован необычный способ проверить, есть ли у неё спутник. Специалисты заключили, что это вполне возможно, но компаньон должен заметно уступать своему патрону габаритами.

Подробности описаны в препринте научной статьи, опубликованном на сайте arXiv.org.

Напомним, что в центре большинства известных галактик скрываются сверхмассивные чёрные дыры массой в миллионы и миллиарды солнц. Как минимум некоторые из них – двойные, то есть представляют собой пару чёрных дыр, обращающихся вокруг общего центра масс.

Астрономы полагают, что такой дуэт образуется, когда две галактики сталкиваются и сливаются в одну. Это весьма распространённое явление, так что вполне можно ожидать, что подобные пары – дело обычное. Иногда встречаются даже тройные чёрные дыры.

Кроме того, с механизмами формирования сверхмассивных чёрных дыр специалистам далеко не всё понятно, так что нельзя исключить, что иногда подобный монстр рождается в виде двойняшек.

Может быть, и в центре Млечного Пути скрывается подобный тандем? Что, если мы принимаем за одну чёрную дыру пару таких объектов?

Эта версия особенно соблазнительна в связи с недавно наблюдавшимися вспышками в падающем на "хозяйку Галактики" веществе. Напомним, что по каким-то причинам на неё вдруг стало падать гораздо больше вещества, чем обычно. И у астрономов всё ещё нет убедительного объяснения этому явлению.

Но, если чёрная дыра двойная, на окружающую материю будет влиять гравитация обоих компонентов. А поскольку эта пара вращается вокруг общего центра масс, сила тяготения будет меняться в зависимости от того, где именно сейчас находится тот или другой компаньон.

Команда во главе со Смадар Наоз (Smadar Naoz) из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе рассчитала, что подобной нестабильностью вполне можно объяснить появление вспышек. Но действительно ли чёрная дыра в центре Млечного Пути двойная?

Чтобы проверить это, исследователи провели наблюдения за движением звезды S2, которая обращается вокруг чёрной дыры, порой подходя к ней на считанные световые часы. Поясним, что переменчивость гравитации центрального объекта должна влиять на траекторию данного светила. Этот эффект будет тем сильнее, чем ближе друг к другу массы "подруг" и чем дальше эти чёрные дыры располагаются друг от друга.

Проанализировав данные, исследователи пришли к следующим важным выводам. Как известно, масса центрального объекта Млечного Пути оценивается в четыре миллиона солнечных. Об идее, что это две чёрные дыры массой в пару миллионов солнц каждая, теперь можно забыть. Однако нельзя исключить ситуацию "слон и Моська": когда почти вся масса приходится на одного из членов пары, а вокруг него кружит компаньон массой в сто тысяч солнечных или меньше. При этом среднее расстояние между компаньонами не должно превышать 170 астрономических единиц (одна а.е. равна дистанции от Земли до Солнца, или восьми световым минутам).

Вообще говоря, чёрную дыру массой в сто тысяч солнц уже нельзя назвать сверхмассивной. Такие объекты относятся к чёрным дырам средней массы.

Как отмечают авторы новой работы, дальнейшее включение в анализ других звёзд может сделать ограничения ещё более жёсткими.

Окончательно проверить, есть ли у центральной чёрной дыры Млечного Пути массивный спутник, можно будет после запуска космического гравитационного телескопа LISA. Дело в том, что подобный дуэт обязан излучать гравитационные волны, однако для действующих детекторов они слишком низкочастотные. А вот "Лизе" они окажутся вполне по зубам.

К слову, ранее "Вести.Наука" (nauka.vesti.ru) писали о том, что вокруг сверхмассивного монстра в центре Галактики обращаются чёрные дыры звёздной массы. Также мы говорили о том, что по окраинам Млечного Пути могут бродить центральные чёрные дыры проглоченных звёздных систем.