Черные дыры могут иметь разные размеры. Черные дыры звездной массы образуются из коллапса массивных звезд и обычно весят от 5 до 100 масс Солнца. На другом конце спектра находятся сверхмассивные черные дыры, такие находятся в центре большинства галактик, включая наш Млечный Путь, их массы составляют от миллионов до миллиардов солнечных масс. Эти гиганты управляют эволюцией галактик и могут питать квазары.
Между этими двумя категориями есть менее изученные черные дыры промежуточной массы: от 100 до 100 000 солнечных масс. Ученые долгое время не могли однозначно подтвердить их существование. Сейчас свидетельств существования таких объектов все больше: наблюдение за необычными движениями звезд, гравитационными волнами и сверхяркие источники рентгеновского излучения. Понимание этих объектов может пролить свет на процесс роста черных дыр до размеров сверхмассивных.
Существующие теории предполагают, что промежуточные черные дыры могут скрываться в шаровых звездных скоплениях. Эти черные дыры могут появляться быстро из-за коллапса массивных звезд или медленно через последовательные слияния черных дыр звездной массы.
Например, наблюдения с помощью телескопа «Хаббл» показали, что в звездном скоплении M15 может быть черная дыра массой 1700–3200 солнечных масс. Тем не менее, эта идея остается спорной.
Недавнее исследование под руководством доцента Ян Хунга из Академии наук Китая предложило многообещающий метод обнаружения черных дыр промежуточной массы, наблюдая за высокоскоростными звездами, выброшенными из шаровых скоплений. Команда анализировала орбитальные данные почти 1000 таких звезд и более 100 шаровых скоплений.
Обнаружилось, что звезда J0731+3717 была выброшена из M15 около 20 миллионов лет назад с невероятной скоростью 550 км/с. Эта высокая скорость указывает на то, что звезда была разогнана эффектом «гравитационной рогатки» в результате взаимодействия с черной дырой промежуточной массы в центре скопления M15. Работа опубликована в журнале National Science Review.
Авторы предполагают, что тесная двойная звездная система прошла на расстоянии одной астрономической единицы (расстояние от Земли до Солнца) от черной дыры массой в несколько тысяч солнечных. Это привело к тому, что система была разорвана этим гравитационным взаимодействием. Одна звезда была захвачена черной дырой, а другая выброшена.
Находка предоставляет убедительные доказательства существования промежуточной черной дыры в M15, сообщает Universe today.
Аномальная скорость звезд в скоплении помогает раскрыть тайну эволюции черных дыр
Камера темной энергии сделала крупнейшее открытие недостающего звена эволюции черных дыр