В Млечном Пути ученые обнаружили сразу две «промежуточные» черные дыры

Теория относительности допускает существование черных дыр любой массы, но во Вселенной обнаруживаются только сверхмассивные и звездной массы. Поиск черных дыр промежуточной массы имеет важное значение для космологии. За последний месяц в Млечном Пути были идентифицированы два возможных кандидата в черные дыры средней массы.

Как формируются черные дыры

Черные дыры звездной массы формируются из светил, чья масса в пять раз превышает массу Солнца. Они невидимы, так как у них отсутствует постоянный аккреционный диск, однако их существование подтверждено. Такие черные дыры могут входить в состав двойных систем или сталкиваться друг с другом, испуская гравитационные волны.

Сверхмассивные черные дыры, массой от 100 тысяч до десятков миллионов солнечных масс, являются самыми замечательными объектами во Вселенной. Их происхождение остается загадкой. Одна из гипотез заключается в том, что они растут, поглощая меньшие черные дыры. В межзвездном пространстве должно быть много черных дыр промежуточной массы, от сотен до десятков тысяч солнечных масс.

Кандидаты в черные дыры

Подтверждение статуса кандидатов в черные дыры средней массы затруднительно. Гравитационные и рентгеновские обсерватории их не засекли, однако имеются наблюдения за аномальными движениями газопылевых облаков и звезд в скоплениях, которые могут свидетельствовать о их присутствии.

Последние наблюдения позволили обнаружить два наиболее вероятных кандидата в черные дыры средней массы в Млечном Пути.

Первый из них находится в шаровом звездном скоплении Омега Центавра, расположенном на расстоянии 17 тысяч световых лет от Земли. Это крупнейшее звездное скопление в нашей Галактике, включающее более 10 миллионов звезд.

Наличие черной дыры промежуточной массы в Омеге Центавра было предположено 16 лет назад, но доказательства отсутствовали. Согласно новой научной работе, опубликованной в рецензируемом журнале Nature, теперь такие доказательства имеются.

Изучение потенциальных черных дыр

Ученые проанализировали 500 изображений звездного скопления, сделанных за 20 лет наблюдений космическим телескопом Хаббла. Они определили скорость движения 1,4 миллиона звезд и выявили семь, движение которых указало на присутствие черной дыры промежуточной массы — их траектории можно объяснить лишь воздействием компактного объекта массой не менее 8200 солнечных масс.

Другая команда исследователей изучала кандидата в черные дыры средней массы в скоплении GCIRS 13E, находящемся в 27 тысячах световых лет от Земли и в 0,1 светового года от сверхмассивной черной дыры Стрельца A в центре Млечного Пути. Вероятно, мы наблюдаем процесс «кормления» этой сверхмассивной черной дыры.

Исследователи использовали данные наблюдений с нескольких обсерваторий и определили траектории 50 звезд, которые указывают на существование черной дыры средней массы в GCIRS 13E. Она примерно в 30 тысяч раз тяжелее Солнца и окружена потоком горячего газа.

Изучение кандидатов в черные дыры средней массы поможет уточнить их природу и подтвердить или опровергнуть существование таких объектов во Вселенной. Это позволит лучше понять, где искать недостающее звено в эволюции сверхмассивных черных дыр и получить больше информации о космологии.