Большая чёрная дыра внезапно оказалась целым букетом маленьких

Учёные неожиданно обнаружили целый рой небольших чёрных дыр вместо одного огромного "монстра". Это открытие поможет лучше понять, как протекает история галактик и откуда берутся гравитационные волны.

Подробности изложены в научной статье, опубликованной в журнале Astronomy & Astrophysics.

Вести.Ru подробно рассказывали о шаровых скоплениях звёзд. Вкратце напомним, что это группы из сотен тысяч и миллионов звёзд, имеющие форму шара. Они очень древние: входящим в них светилам более 12 миллиардов лет. Это почти столько же, сколько самой Вселенной (13,8 миллиарда лет).

Эти звёздные шары интересны и сами по себе. Например, они, как космические окаменелости, запечатлевают в себе историю галактик. Но особый интерес к шаровым скоплениям питают исследователи чёрных дыр.

Таинственный "средний класс"

Дело в том, что иногда в центрах таких кластеров находятся чёрные дыры средней, или промежуточной, массы: от ста до нескольких сотен тысяч солнц. Это загадочное переходное звено между двумя хорошо изученными типами чёрных дыр: небольшими чёрными дырами, образующимися при взрывах звёзд, и сверхмассивными гигантами в центрах галактик.

До недавнего времени само существование чёрных дыр средней массы подвергалось сомнению. В последние годы они были обнаружены благодаря рентгеновским лучам, исходящих от падающего на них вещества. Ещё одним независимым свидетельством стали гравитационные волны.

Тем не менее учёные по-прежнему мало знают о чёрных дырах промежуточной массы. Например, не очень понятно, как они образуются. Поэтому исследователи рады любой новой информации об этих загадочных объектах.

Заглянуть в самое сердце

В центре шарового скопления NGC 6397 астрономы надеялись обнаружить именно такую чёрную дыру. И на то у них были основания: ядро этого скопления очень плотное, и там явно что-то есть. К счастью для учёных, NGC 6397 – одно из ближайших к Земле шаровых скоплений, до него всего 7800 световых лет (это совсем рядом в масштабах Галактики).

Чтобы проверить, скрывается ли там чёрная дыра промежуточной массы, исследователи использовали космические обсерватории "Хаббл" и "Гайя", а также наземные телескопы. Инструменты отслеживали движение звёзд внутри скопления и вблизи него. По этим данным можно вычислить, какие силы тяготения действуют на эти светила, а значит, какая масса их притягивает и как она распределена.

Наблюдения подтвердили, что в центре скопления сосредоточена масса в одну–две тысячи солнц (это 1–2% от общей массы кластера). Однако, к удивлению учёных, оказалось, что она не сконцентрирована в одном компактном объекте. Вместо этого загадочная масса распределена по довольно широкому центральному региону. Половина её находится в пределах 2% радиуса скопления от его центра, другая половина – ещё дальше. То есть перед нами не одно массивное тело, а целый рой небольших объектов.

Что бы это могло быть? Для специалистов ответ очевиден: это мёртвые звёзды. Точнее, звёздные остатки – то, что остаётся от светил, когда они догорят. Они образовывались по всему шаровому скоплению, но под действием тяготения постепенно собрались в его центре.

Есть всего три вида звёздных остатков, о каждом из которых мы подробно рассказывали: белые карлики, нейтронные звёзды и чёрные дыры. Авторы рассчитали, что большинство в этом невидимом рое составляют именно чёрные дыры. Это остатки самых массивных (более 30 масс Солнца) и короткоживущих светил.

К слову, в такой тесной толпе чёрных дыр должны часто (по космическим меркам) происходить их столкновения, порождающие гравитационные волны. Правда, пока детекторы не зафиксировали ни одного подобного катаклизма, случившегося в скоплении NGC 6397 или вообще в нашей галактике. Но вполне возможно, что немалая часть слияний чёрных дыр, порождающих гравитационные волны из других галактик, происходит именно в ядрах шаровых скоплений. А значит, изучая NGC 6397, астрономы смогут лучше понять процессы, приводящие к этим космическим катастрофам.

Наверняка, NGC 6397 в будущем порадует нас новыми интересными открытиями. Больше новостей науки вы найдёте в разделе Наука на платформе "Смотрим".