PULSAR - космос рядом

Массивное шаровое звездное скопление Омега Центавра десятилетиями ставило астрономов в тупик. Оно должно быть заполнено черными дырами, оставшимися после взрыва звезд, однако свидетельств их существования крайне мало. Теперь астрономы, используя архивные данные космического телескопа «Хаббл» и наблюдения космического телескопа «Джеймс Уэбб», наконец обнаружили первую черную дыру звездной массы в этом скоплении. Открытие первой из этой недостающей популяции черных дыр поможет уточнить современные теории формирования черных дыр в таких средах, как Омега Центавра. Результаты исследования были опубликованы в The Astrophysical Journal Letters. Омега Центавра состоит из 10 миллионов гравитационно связанных между собой звезд. Хотя ранее с помощью телескопа «Хаббл» астрономы обнаружили доказательства того, что в центре скопления находится черная дыра промежуточной массы, модели предполагают, что в этом звездном скоплении также должно быть около 10 000 черных дыр меньшей массы, звездных. Эта значительная популяция черных дыр не была обнаружена в ходе предыдущих наблюдений, в которых использовался метод измерения лучевой скорости или поиск радио- и рентгеновского излучения от вещества, падающего на черные дыры. В этом новом открытии используется другой подход, известный как астрометрия, для измерения очень незначительных перемещений звезд с течением времени. Проанализировав архивные данные «Хаббла» за более чем 20 лет и дополнив их недавними данными «Уэбба» для уточнения астрометрических измерений, команда обнаружила звезду, вращающуюся вокруг невидимого объекта, настолько массивного, что он, должно быть, является черной дырой. Объект, получивший название oMEGACat BH-2, — это первая черная дыра звездной массы, обнаруженная в созвездии Омеги Центавра, и у нее есть несколько удивительных особенностей. Масса oMEGACat BH-2 меньше ожидаемой, а у этой двойной системы, состоящей из черной дыры и видимой звезды, самый длинный орбитальный период среди всех известных на сегодняшний день двойных систем черных дыр. «С помощью данных телескопов "Хаббл" и "Джеймс Уэбб" мы смогли увидеть движение видимой звезды главной последовательности, которая является частью этой двойной системы, расположенной на расстоянии около 18 000 световых лет от нас в плотной среде Омеги Центавра, — сказал Мэтью Уитакер из Университета Юты в Солт-Лейк-Сити, ведущий автор статьи. — Точность этих измерений невероятна — до долей пикселя на детекторах "Хаббла" и "Джеймса Уэбба". Без этих двух космических телескопов обнаружить эту черную дыру было бы невозможно." На основе точных данных, полученных с помощью телескопов «Хаббл» и «Джеймс Уэбб», команда смогла проследить путь звезды на протяжении более 20 лет, в том числе во время ее максимального сближения с черной дырой, когда она двигалась по небу с наибольшей скоростью. На основе обширных данных команда установила, что видимая звезда совершает оборот вокруг oMEGACat BH-2 раз в 94 года, что делает ее самой долгопериодической двойной системой с черной дырой из всех известных. Большой период обращения вокруг общего центра масс также дает ключ к пониманию происхождения этой двойной системы. Вероятно, она образовалась в результате динамического формирования, то есть звезда и ее компаньон — черная дыра — не были изначально вместе, а нашли друг друга в этом скоплении. Credit: : ESA, NASA, Maximilian Häberle (MPIA), Joseph DePasquale (STScI)

Что происходит с галактикой NGC 474? На менее глубоких снимках она выглядит как типичная эллиптическая галактика — довольно сдержанно и без ярких деталей. Однако на более детальных изображениях проявляются многочисленные слои эмиссионного излучения: их сложная структура выглядит неожиданно на фоне внешне «безликого» объекта. Происхождение этих оболочек остаётся предметом исследований. Одна из гипотез связывает их с приливными хвостами — следами взаимодействия NGC 474 с другими объектами. Вероятно, за последний миллиард лет галактика поглотила несколько небольших галактик, и наблюдаемые структуры — это остатки этих событий. Существует и альтернативное объяснение: оболочки могут напоминать рябь на воде — как волны плотности, возникающие из‑за продолжающегося гравитационного взаимодействия со спиральной галактикой, расположенной чуть правее NGC 474. Такое столкновение способно порождать волны, распространяющиеся по телу галактики и формирующие наблюдаемые узоры. Какова бы ни была истинная причина, изображение наглядно показывает: гало некоторых эллиптических галактик устроены гораздо сложнее, чем казалось ранее. Ярким примером подобных неожиданных структур служит и гало нашей собственной галактики — Млечного Пути. NGC 474 простирается примерно на 250 000 световых лет и находится на расстоянии около 100 миллионов световых лет от нас — в созвездии Рыб. Credit: CFHT, Coelum, MegaCam, J.-C. Cuillandre (CFHT) & G. A. Anselmi (Coelum)

Туманность Космической Летучей мыши (LDN 43) — активная область звездообразования; её важно не путать с Туманностью Летучей мыши (NGC 6995), которая относится к другому классу объектов и расположена в иной части неба. LDN 43 представляет собой плотное молекулярное облако протяжённостью около 12 световых лет — по форме оно действительно напоминает летучую мышь. Сквозь массивные слои межзвёздного газа и пыли пробивается излучение молодой звезды, находящейся в пределах этой структуры. Из области, условно соответствующей «голове» туманности, вытягивается струя ионизированного водорода: она служит индикатором активных процессов звездообразования, скрытых в плотных центральных участках облака. Credit: Humbert Cédric

Где можно наблюдать структуры, визуально ассоциирующиеся со сражающимися драконами? В южном созвездии Жертвенника. Так называемые «драконы» представляют собой сложные волокнистые структуры из межзвёздного газа и пыли, сформированные под действием астрофизических процессов. Объект, условно именуемый «небесным домом сражающихся чудовищ», — это эмиссионная туманность NGC 6188, расположенная приблизительно в 4000 световых годах от Солнечной системы, на периферии крупного молекулярного облака. Формирование массивных звёзд в данном регионе произошло порядка нескольких миллионов лет назад. Эти звёзды оказывают существенное влияние на окружающую межзвёздную среду: звёздные ветры и интенсивное ультрафиолетовое излучение ионизируют газ, формируют полости и очерчивают тёмные пылевые структуры, а также обусловливают свечение туманности в различных спектральных диапазонах. В правом нижнем сегменте наблюдаемой области к NGC 6188 примыкает эмиссионная туманность NGC 6164 — объект, также связанный с эволюцией массивной звезды в этом звёздном регионе. Её излучение обусловлено процессами фотоионизации, инициированными излучением центральной звезды. Credit: Rod Prazeres

На снимке, полученном космическим телескопом «Хаббл» (NASA), запечатлён звёздный питомник LH 95: на фоне багряного свечения раскалённого газа ярко вспыхивают голубые и белые звёзды — они напоминают фейерверки, рассыпавшиеся в клубах рассеивающегося дыма. LH 95 располагается в Большом Магеллановом Облаке — карликовой галактике‑спутнике Млечного Пути. В этой области соседствуют звёзды самых разных масштабов: рядом с массивными голубыми гигантами формируются маломассивные молодые светила. Они объединены в звёздную ассоциацию — одну из многочисленных подобных структур в Большом Магеллановом Облаке. В верхней части снимка, чуть левее центра, можно заметить самую массивную звезду системы LH 95. Её масса в 60–70 раз превышает солнечную, а возраст — примерно на миллион лет меньше, чем у остальных звёзд скопления: им около 4 миллионов лет. Из‑за колоссальной массы эта звезда стремительно расходует своё топливо: её жизненный путь завершится мощным взрывом сверхновой. Область LH 95 представляет для астрономов особую ценность: она богата звёздами на разных этапах формирования, находится сравнительно недалеко, а среда здесь содержит меньше пыли, чем в аналогичных регионах Млечного Пути — это даёт уникальную возможность детально изучать рождение звёзд. Credit: NASA, ESA, and N. Da Rio (The University of Virginia), G. De Marchi (European Space Agency - ESTEC), and D. Gouliermis (Universitat Heidelberg); Processing: Gladys Kober (NASA/Catholic University of America)