Новое исследование, проведенное Мичико Фудзи из Токийского университета, показало, что черные дыры промежуточных масс (IMBH) могут формироваться и сохраняться в шаровых скоплениях.
Шаровые скопления, состоящие из десятков тысяч до миллионов тесно упакованных звезд, представляют собой динамичные системы, где высокие плотности могут способствовать образованию очень массивных звезд. Эти звезды, через процесс повторяющихся столкновений, могут превращаться в черные дыры промежуточных масс, достигая масс от 100 до 10 000 масс Солнца.
Исследование основано на первых в истории симуляциях, моделирующих образование звезд в шаровых скоплениях поэтапно, звезда за звездой. Эти симуляции выявили, что плотные молекулярные облака могут порождать очень массивные звезды, которые затем эволюционируют в черные дыры промежуточных масс. В предыдущих моделях считалось, что звездные ветры сдувают значительную часть массы таких звезд, не позволяя им достичь необходимых размеров для формирования IMBH.
Симуляции Фудзи впервые показали, что неконтролируемые столкновения звезд в центральных областях шаровых скоплений могут привести к образованию звезд с массой более 1000 масс Солнца. Эти звезды затем могут эволюционировать в черные дыры промежуточных масс. Более того, обнаруженный в симуляциях соотношение между массой скопления и массой IMBH соответствует наблюдательным данным, что подтверждает возможность существования таких черных дыр.
Понимание процессов формирования черных дыр промежуточных масс важно для изучения эволюции галактик и их центральных областей. В будущем планируется проводить более детализированные симуляции, охватывающие целые галактики и фокусирующиеся на первых звездных скоплениях, которые могли бы служить колыбелью для таких черных дыр. Это поможет глубже понять динамику и эволюцию массивных звездных систем и их влияние на формирование галактик.