"Втрачені" чорні діри: вчені розкрили ще одну таємницю космічної еволюції

Вчені з Кельнського університету виявили у центрі нашої галактики "зниклу" чорну діру", існування якої вони передбачали в теорії, але не могли знайти тому реальні підтвердження. Пише ТСН. Про це повідомляють Контракти.UA.

Про це пише Science Alert.

Скупчення зірок під назвою IRS 13 біля центру галактики Чумацький шлях, схоже, таїть у собі чорну діру. Ба більше, результати спостережень за цим скупченням дозволяють припустити, що це чорна діра проміжної маси – надзвичайно рідкісний у Всесвіті об'єкт, що є проміжним етапом еволюції між чорними дірами зореподібної маси і надмасивними монстрами. До того ж "вишенькою на торті" є надзвичайне розташування цього об'єкта.

Чорна діра, що знаходиться всього в 0,1 світлового року від центру галактики, ймовірно, є одним з будівельних блоків, які живлять надмасивну чорну діру Стрільця А* (Sgr A*), розташовану в ядрі Чумацького Шляху.

"Це важлива підказка, яка допоможе нам зрозуміти, як ростуть чорні діри, і подолати розрив між масами зоряного діапазону і надмасивними чорними дірами", – зазначають автори статті.

Чорні діри є кінцевою фазою еволюції масивної зірки, але маси цих об'єктів, за якими спостерігають науковці, спантеличують.

У діапазоні зоряних мас є чорні діри, які утворюються з ядер масивних зірок, що сколапсували, або внаслідок їх злиття. Для чорної діри, утвореної з однієї зірки, верхня межа маси становить близько 80 мас Сонця.

Діапазон мас надмасивних чорних дір менш визначений, але вважають, що він становить від мільйонів до мільярдів мас Сонця. Всі чорні діри вагою від сотні до мільйона мас Сонця – це проміжний діапазон, в якому виявлено разюче мало об'єктів, що залишає під покровом таємниці еволюційний шлях між маленькими чорними дірами та великими. Наразі науковці мають обмаль інформації, що саме відбувається із чорними дірами під час зростання.

Об'єкт IRS 13 було виявлено ​​трохи більше ніж 25 років тому і з того часу він спантеличує астрономів. Спочатку його вважали самотньою масивною зіркою. Потім подвійною зіркою. Потім зіркою Вольфа-Райє, масивною зіркою на межі наднової.

З того часу його ідентифікували як невелике зіркове скупчення, але воно все ще залишається загадкою для астрономів. Воно розташоване так близько до Sgr A* — чорної діри з масою 4,3 мільйона Сонців — що таке скупчення мало б підтримувати свою тісну структуру.

Команда під керівництвом астрофізика Флоріана Пайскера з Кельнського університету в Німеччині хотіла розв'язати цю загадку, тому дослідники вивчили, як рухаються зірки та газові згустки у скупченні. Вони очікували, що рух буде відносно випадковим, але натомість виявили, що він був досить упорядкованим.

Цьому є два можливі пояснення. Одне з них — вплив Sgr A*, який певним чином змінює орбіти об'єктів в IRS 13. Але, на думку команди, всередині скупчення має бути щось, що гравітаційно утримує його цілісність.

Вони провели спостереження та моделювання, щоб з'ясувати, з чим вони мають справу. В результаті вченим вдалося визначили місце, де міг перебувати цей щільний об'єкт. У цьому місці вони спостерігали рентгенівське випромінювання та кільце іонізованого газу, що обертається зі швидкістю близько 130 км/с.

Потім вони вирахували масу об'єкта в центрі кільця, яка становить приблизно 30 000 сонячних мас. Тому єдине, чим може бути цей загадковий об'єкт – це чорна діра проміжної маси.

Майбутні спостереження з використанням найсучасніших інструментів дозволять отримати більше інформації про цей загадковий об'єкт та зробити значний крок на шляху до розуміння еволюції чорних дір.

Нагадаємо, в центрі яскравої галактики OJ 287, яка розташована на відстані приблизно 4 мільярдів світлових років, виявили подвійну систему чорних дір. Науковці зробили відкриття завдяки масштабному спалаху, який відбувся ще 2021 року.