Найдено лучшее доказательство существования неуловимых средне-размерных черных дыр

Астрономы нашли лучшего кандидата на виновника космического убийства: черную дыру неуловимого класса, известного как "черные дыры промежуточной массы", которая раскрыла свое существование, разорвав заблудшую звезду, пролетевшую слишком близко.

Об этом рассказывают в НАСА.

Имея массу в 50 000 раз превышающую массу нашего Солнца, черная дыра меньше, чем сверхмассивные черные дыры (с массой миллионы или миллиарды солнечных масс), которые находятся в ядрах крупных галактик, но больше, чем черные дыры звездной массы, образованные в результате коллапса массивных звезд.

Эти так называемые черные дыры с промежуточной массой (ЧДПМ) – долгожданное «недостающее звено» в эволюции черных дыр. Несмотря на то, что было несколько других кандидатов на ЧДПМ, исследователи считают эти новые наблюдения наиболее убедительными доказательствами существования средне-размерных черных дыр во Вселенной.

Чтобы уловить космического зверя, понадобилось сочетание мощностей двух рентгеновских обсерваторий с острым зрением космического телескопа Хаббла.

"Черные дыры промежуточной массы являются крайне неуловимыми объектами, поэтому очень важно тщательно рассмотреть и исключить альтернативные объяснения для каждого кандидата. Именно это Хаббл позволил нам сделать для нашего кандидата", - сказал Даченг Лин из Университета Нового Гемпшира, главный следователь в исследовании, результаты которого были опубликованы 31 марта в «Astrophysical Journal Letters».

Рассказ об открытии читается как рассказ о Шерлоке Холмсе, включая в себя кропотливое пошаговое выстраивание дела, необходимого для того, чтобы поймать преступника.

Новости по подобной теме:

		Некоторые сверхмассивные черные дыры являются тихими обжорами
		"Уэбб" обнаружил, что черные дыры быстро останавливают звездообразование в массивных галактиках
		В нашей галактике найдена самая массивная черная дыра звездной массы

Лин и его команда использовали Хаббл для отслеживания результатов, полученных с Рентгеновской обсерваторией Чандра и Рентгеновской много-зеркальной миссии (XMM-Newton). В 2006 году эти спутники обнаружили мощную вспышку рентгеновских лучей, но не смогли определить, происходит ли она из середины или извне нашей галактики. Исследователи объяснили это тем, что звезда, подойдя слишком близко к гравитационно мощному компактному объекту, такого как черная дыра, была разорвана на куски.

Удивительно, но источник рентгеновского излучения, названный 3XMM J215022.4?055108, не был расположен в центре галактики, где обычно находятся массивные черные дыры. Это породило надежды на то, что виновником является ЧДПМ, но сначала следовало исключить еще один возможный источник рентгеновской вспышки: нейтронную звезду в нашей собственной галактике Млечный Путь, которая охлаждается после нагрева до очень высокой температуры. Нейтронные звезды – это раздавленные остатки взорвавшихся звезд.

Хаббл был направлен на источник рентгеновских лучей на определение его точного местонахождения. Глубокая съемка с высоким разрешением предоставляет веские доказательства того, что рентгеновские лучи исходили не из изолированного источника в нашей галактике, а от удаленного, плотного звездного скопления на окраине другой галактики - именно с такого типа места, где астрономы ожидают найти ЧДПМ. Предыдущие исследования Хаббла показали, что масса черной дыры в центре галактики пропорциональна центральной выпуклости этой галактики. Другими словами, чем массивнее галактика, тем массивнее ее черная дыра. Поэтому, звездное скопление, в котором находится 3XMM J215022.4?055108, может быть лишенной ядра карликовой галактикой меньшей массы, которая была гравитационно и приточно нарушена благодаря тесному взаимодействию со своей текущей, большей галактикой-хозяином.

ЧДПМ было особенно трудно найти, поскольку они меньше и менее активны, чем сверхмассивные черные дыры; они не имеют легкодоступных источников топлива, а также сильного гравитационного притяжения для привлечения звезд и другого космического материала, который мог бы вызвать яркие рентгеновские свечение. Астрономам, по сути, приходится ловить ЧДПМ "на горячем", во время пожирания ими звезд. Лин и его коллеги прочесали архив данных XMM-Newton, ища в сотнях тысяч наблюдений, чтобы найти одного кандидата на ЧДПМ.

Рентгеновское сияние от измельченной звезды позволило астрономам оценить массу черной дыры в 50000 солнечных масс. Массу ЧДПМ оценивали, основываясь как на рентгеновской светимости, так и спектральной форме. "Это гораздо надежнее, чем использование только рентгеновской светимости, как это было сделано ранее для предыдущих кандидатов на ЧДПМ, - говорит Лин. - Причина, по которой мы можем использовать спектральные приспособления для оценки массы ЧДПМ для нашего объекта, заключается в том, что его спектральная эволюция показала, что он находился в тепловом спектральном состоянии - состоянии, которое обычно видимо и хорошо понятно при аккреции черных дыр звездной массы".

Этот объект не первый, который считается вероятным кандидатом на черную дыру средней массы. В 2009 году Хаббл объединился с обсерваторией Свифта и XMM-Newton чтобы определить, что интерпритируется как ЧДПМ, называемое HLX-1, расположенное в у края галактики ESO 243-49. Оно также находится в центре молодого, массивного скопления голубых звезд, которое может быть лишенной ядра карликовой галактикой. Рентгеновские лучи поступают из раскаленного аккреционного диска вокруг черной дыры. "Основное отличие заключается в том, что наш объект разрывает звезду на части, предоставляя веские доказательства того, что это массивная черная дыра, а не черная дыра звездной массы, как люди часто беспокоятся о предыдущих кандидатах, включая HLX-1", - сказал Лин.

Нахождение этой ЧДПМ открывает двери перед возможностью обнаружения многих, скрывающихся незамеченными в темноте, ожидая, что их разоблачит звезда, проходящая слишком близко. Лин планирует продолжить свою кропотливую детективную работу, используя методы, которые его команда доказала своей успешностью. Многие вопросы остаются без ответа. Вырастает ли сверхмассивная черная дыра из ЧДПМ? Как формируются сами ЧДПМ? Являются ли плотные звездные скопления их любимой домом?

Читайте еще интересные новости о космосе.

• Черные дыры