Знайдена чорна діра, що ховається у зоряному скупченні за межами нашої галактики

За допомогою Дуже великого телескопа (VLT) Європейської південної обсерваторії (ESO) астрономи виявили маленьку чорну діру за межами Чумацького Шляху, поглянувши на те, як вона впливає на рух зорі в її безпосередній близькості. Вперше цей метод був використаний для виявлення наявності чорної діри за межами нашої галактики.

Метод може стати ключовим для розкриття прихованих чорних дір у Чумацькому Шляху та найближчих галактиках, а також допомогти пролити світло на те, як ці таємничі об’єкти формуються та еволюціонують, про що розповідають в ESO.

Нововідкриту чорну діру помітили в NGC 1850, скупченні тисяч зірок на відстані приблизно 160 000 світлових років у Великій Магеллановій Хмарі, сусідній галактиці Чумацького Шляху.

«Подібно до того, як Шерлок Холмс вистежує злочинну групу за їхніми помилками, ми дивимося на кожну зорю в цьому скупченні зі збільшувальним склом в одній руці, намагаючись знайти докази наявності чорних дір, але не бачимо їх безпосередньо», – говорить Сара Сараціно з Дослідницького інституту астрофізики Ліверпульського університету Джона Мурса у Великобританії, яка очолювала дослідження, яке тепер прийнято для публікації у журналі “Щомісячні повідомлення Королівського астрономічного товариства”. «Результат, показаний тут, являє собою лише одного з розшукуваних злочинців, але коли ви знайшли одного, ви вже на шляху до виявлення багатьох інших у різних кластерах».

Цей перший “злочинець”, якого вистежила команда, виявився приблизно в 11 разів більшим за наше Сонце. Незаперечним доказом, який поставив астрономів на слід цієї чорної діри, став її гравітаційний вплив на зорю у п’ять сонячних мас, яка обертається навколо неї.

Астрономи й раніше помічали такі маленькі чорні діри «зоряної маси» в інших галактиках, вловлюючи рентгенівське світіння, що випромінюється, коли вони ковтають матерію, або гравітаційні хвилі, що утворюються при зіткненні чорних дір одна з одною або з нейтронними зорями.

Однак більшість чорних дір зоряної маси не видають свою присутність через рентгенівські промені або гравітаційні хвилі. «Переважну більшість можна розкрити лише динамічно», — каже Стефан Драйзлер, член команди з Університету Геттінгена в Німеччині. «Коли вони утворюють систему із зорею, вони впливатимуть на її рух тонким, але помітним способом, тому ми можемо знайти їх за допомогою складних приладів».

Цей динамічний метод, використаний Сараціно та її командою, міг би дозволити астрономам знайти ще багато чорних дір і допомогти розкрити їх таємниці. «Кожне виявлення, яке ми зробимо, буде важливим для нашого майбутнього розуміння зоряних скупчень і чорних дір у них», — каже співавтор дослідження Марк Гілес з Університету Барселони, Іспанія.

Виявлення у кластері NGC 1850 знаменує собою перший випадок, коли чорну діру було знайдено у молодому скупченні зірок (вік кластера всього лише приблизно 100 мільйонів років — миготіння ока в астрономічних масштабах). Використання їх динамічного методу у подібних зоряних скупченнях може виявити ще більше молодих чорних дір і пролити нове світло на те, як вони еволюціонують. Порівнюючи їх з більшими, більш зрілими чорними дірами у старих скупченнях, астрономи зможуть зрозуміти, як ці об’єкти ростуть, живлячись зірками або зливаючись з іншими чорними дірами. Крім того, побудова демографічних діаграм чорних дір у зоряних скупченнях покращує наше розуміння походження джерел гравітаційних хвиль.

Для проведення пошуку команда використала дані, зібрані протягом двох років за допомогою Багато блокового спектроскопічного дослідника (MUSE), встановленого на VLT, що розташований в чилійській пустелі Атакама. «MUSE дозволив нам спостерігати дуже тісні ділянки, такі як найглибші області зоряних скупчень, аналізуючи світло кожної окремої зорі поблизу. Кінцевий результат – інформація про тисячі зірок за один знімок, щонайменше в 10 разів більше, ніж за допомогою будь-якого іншого інструмента», — каже співавтор Себастьян Каманн, багаторічний експерт MUSE з Дослідницького інституту астрофізики Ліверпульського університету. Це дозволило команді помітити дивну зірку, особливий рух якої сигналізував про наявність чорної діри. Дані Експерименту з оптичного гравітаційного лінзування Варшавського університету та космічного телескопа Хаббл дозволили їм виміряти масу чорної діри та підтвердити свої висновки.

Надзвичайно великий телескоп ESO в Чилі, який почне працювати пізніше у цьому десятилітті, дозволить астрономам знайти ще більше прихованих чорних дір. «ELT безумовно зробить революцію в цій галузі», — каже Сараціно. «Він дозволить нам спостерігати зорі, значно тьмяніші в тому ж полі зору, а також шукати чорні діри у кулястих скупченнях, розташованих на набагато більших відстанях».

! Читайте ще цікаві новини про космос на сайті, або слідкуйте за ними на Facebook.