Последние данные космического телескопа "Хаббл" являются убедительным доказательством существования во Вселенной черной дыры средней массы. "Хаббл" подтвердил наличие такой черной дыры в одном из плотных звездных скоплений.
Черные дыры средней массы (IMBH) долгое время были популярным «недостающим звеном» в эволюции черных дыр. Только несколько кандидатов на этот тип черной дыры были обнаружены до сих пор. Эти объекты меньше сверхмассивных черных дыр, обнаруженных в центрах больших галактик, но также больше, чем черные дыры звездной массы, образованные коллапсом массивной звезды. Наблюдаемая учеными черная дыра имеет массу около 50 000 солнечных масс.
Промежуточные черные дыры являются очень скрытными объектами, и их чрезвычайно трудно найти. По этой причине ученые должны исключить любую другую альтернативу, прежде чем объявить, что обнаружили IMBH. Телескоп "Хаббл" позволил нам сделать это, - говорит Дачен Лин из Университета Нью-Гемпшира, ведущий автор исследования.
Лин и его команда использовали "Хаббл" для наблюдения объекта, ранее наблюдавшегося с помощью рентгеновской обсерватории "Чандра" и телескопа XMM-Newton, который оборудован тремя рентгеновскими телескопами для длительных непрерывных наблюдений.
Выполнение последующих наблюдений в рентгеновском диапазоне позволило нам понять общее количество выделенной энергии. Благодаря этому мы можем оценить, какую звезду разорвала черная дыра, - говорит Натали Уэбб из Университета Тулузы.
В 2006 году был зафиксирован сильный рентгеновский всплеск. В то время никто не знал, был ли источник вспышки внутри или вне нашей галактики. Исследователи пришли к выводу, что причиной вспышки является разрыв звезды, когда она проходила вблизи массивного объекта, например черной дыры.
К удивлению ученых, оказалось, что источник рентгеновских лучей с "очаровательным" названием 3XMM J215022.4-055108 находится не в центре галактики, где обычно имеются массивные черные дыры. Исследователи начали подозревать, что источником может быть промежуточная черная дыра, но сначала им пришлось устранить еще один возможный источник рентгеновской вспышки: нейтронную звезду в Млечном Пути.
Направляя зеркало "Хаббл" к источнику, астрономы решили точно определить его местоположение. Точные изображения высокого разрешения подтвердили, что рентгеновское излучение исходит не от изолированного источника в нашей галактике, а от далекого, плотного скопления звезд на окраине другой галактики. Именно здесь астрономы ожидали найти доказательства IMBH. Более ранние исследования, проведенные с "Хабблом", показывают, что чем массивнее галактика, тем массивнее ее центральная черная дыра. Таким образом, результаты, полученные исследователями, показывают, что звездное скопление 3XMM J215022.4-055108 может быть ядром карликовой галактики малой массы, которая была разорвана в результате взаимодействия с другой более крупной галактикой.
IMBH очень трудно найти, потому что они меньше и менее активны, чем сверхмассивные черные дыры. В их окружении не так много источников материи, и их гравитационное притяжение недостаточно сильное, чтобы привлечь больше звезд и другой межзвездной материи, которая испускает рентгеновское свечение. По этой причине астрономы должны поймать IMBH в действии, когда они просто пожирают проходящую мимо звезду. Лин и его коллеги проанализировали архив данных с европейского рентгеновского телескопа XMM-Newton, ища сотни тысяч источников, пытаясь найти убедительные доказательства присутствия кандидата в IMBH. Как только они были обнаружены, рентгеновское свечение от разорванной звезды позволило астрономам оценить массу черной дыры.
Подтверждение существования одной черной дыры промежуточной массы означает, что в космосе их может быть гораздо больше, и мы увидим их только тогда, когда некоторые несчастные звезды подойдут слишком близко к ним и погибнут.
Источник: Hubble space telescope