Астрономы нашли неуловимое промежуточное звено в эволюции черных дыр

Астрономы обнаружили редкую черную дыру в центре нашей галактики.

Звездное скопление IRS 13 долгое время было загадкой для астрономов. Оно находится на расстоянии всего в 1/10 светового года от сверхмассивной черной дыры Стрелец A* - центра нашей галактики Млечный Путь. Такая близость IRS 13 к мощному гравитационному притяжению черной дыры означает, что у скопления не может быть своей структуры.

Но исследование IRS 13 показало, что звезды в нем движутся в упорядоченном порядке. Объяснение этому, изложенное в исследовании, опубликованном в журнале The Astrophysical Journal, заключается в том, что звезды скопления удерживаются неизвестной черной дырой, которая взаимодействует со Стрельцом A*.

«Скопление IRS 13 продолжает удивлять научное сообщество с тех пор, как оно было обнаружено около двадцати лет назад, — говорит ведущий автор нового исследования Флориан Пайскер, астроном из Кельнского университета в Германии. - Сначала считалось, что это необычно массивная звезда. Однако с данными высокого разрешения мы поняли, что это скопление с черной дырой посередине».

Черные дыры рождаются в результате коллапса гигантских звезд и растут, поглощая газ, пыль, звезды и другие черные дыры. В настоящее время известные черные дыры делятся на две основные категории: черные дыры звездной массы, размеры которых варьируются от 1-2 до нескольких десятков масс Солнца, и сверхмассивные черные дыры, которые могут иметь размер от нескольких миллионов до 50 миллиардов масс Солнца.

Черные дыры средней массы — которые, теоретически, находятся в диапазоне от 100 до 100 000 масс Солнца — являются самыми неуловимыми черными дырами во Вселенной. Хотя ученые обнаружили косвенные доказательства их существования, они не подтверждены наблюдениями.

Это представляет собой загадку для астрономов. Если эволюция черных дыр от звездных до сверхмассивных размеров идет путем поглощения черных дыр друг другом, то отсутствие подтвержденных наблюдений черных дыр среднего размера указывает на большой пробел в нашем развития понимании космических монстров.

Для исследования структуры IRS 13 астрономы провели наблюдения с помощью Очень большого телескопа (Very Large Telescope, или VLT) и рентгеновского космического телескопа Чандра, добавив их данные в математическую модель звездного скопления.

Движения звезд указывали на, казалось бы, пустое пространство в центре скопления, но когда исследователи заглянули туда, они обнаружили рентгеновские лучи, исходящие из кольца ионизированного газа — явное свидетельство аккреционного диска черной дыры. Расчеты показали, что ее масса составляет 30 000 масс нашего Солнца, являясь тем самым неуловимым промежуточным звеном.

Теперь астрономы планируют провести наблюдение IRS 13 с помощью космического телескопа Джеймса Уэбба.