Астрономы были очарованы шаровыми скоплениями с тех пор, как они впервые наблюдались в 17 веке. Эти сферические наборы звезд являются одними из старейших известных звездных систем во Вселенной, начиная с ранней Вселенной, когда галактики только начинали расти и развиваться. Такие скопления вращаются вокруг центров большинства галактик, более 150 из которых принадлежат одному Млечному Пути.
Один из этих кластеров известен как NGC 3201, кластер, расположенный на расстоянии около 16 300 световых лет в южном созвездии Велы. Используя очень большой телескоп ESO (VLT) в Обсерватории Паранал в Чили, группа астрономов недавно изучила этот кластер и заметила кое-что очень интересное. Согласно опубликованному исследованию, в этом скоплении, похоже, есть черная дыра.
Исследование появилось в Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества под названием «Отдельный кандидат в черные дыры звездной массы в шаровом скоплении NGC 3201». Исследование проводилось под руководством Бенджамина Гизера из Геттингенского университета им. Георга Августа и включало членов из Ливерпульского университета Джона Мура, Лондонского университета королевы Марии, Лейденской обсерватории, Института астрофизики и космических наук, ETH Zurich и Института Лейбница. для астрофизики Потсдам (AIP).
Ради своего исследования команда использовала прибор Multi Unit Spectroscopic Explorer (MUSE) на VLT для наблюдения NGC 3201. Этот инструмент уникален тем, что позволяет астрономам одновременно измерять движения тысяч удаленных звезд. , В ходе своих наблюдений группа обнаружила, что одна из звезд скопления вращалась со скоростью несколько сотен километров в час с периодом 167 дней.
Как объяснил Гизерс в пресс-релизе ESO:
“Он вращался вокруг чего-то, что было полностью невидимым, его масса превышала Солнце в четыре раза - это могла быть только черная дыра! Первый найден в шаровом скоплении, непосредственно наблюдая его гравитационное притяжение.”
Это открытие было довольно неожиданным и стало первым случаем, когда астрономы смогли обнаружить неактивную черную дыру в центре шарового скопления - это означает, что в настоящее время она не аккрецирует вещество или не окружена пылающим газовым диском. Они также смогли оценить массу черной дыры, измерив движение звезды вокруг нее и таким образом экстраполировав ее огромное гравитационное притяжение.
Исходя из наблюдаемых свойств, команда определила, что быстро движущаяся звезда примерно в 0,8 раза больше массы нашего Солнца, а масса ее черной дыры примерно в 4,36 раза больше массы Солнца. Это относит его к категории «черной дыры звездной массы», которая представляет собой звезды, которые превышают максимально допустимую массу нейтронной звезды, но меньше сверхмассивных черных дыр (SMBH), которые существуют в центрах большинства галактик.
Это открытие очень важно, и не только потому, что впервые астрономы обнаружили черную дыру звездной массы в шаровом скоплении. Кроме того, это подтверждает то, что ученые подозревают в течение нескольких лет, благодаря недавним радио и рентгеновским исследованиям шаровых скоплений и обнаружению сигналов гравитационных волн. В основном это указывает на то, что черные дыры чаще встречаются в шаровых скоплениях, чем считалось ранее.
«До недавнего времени предполагалось, что почти все черные дыры исчезнут из шаровых скоплений через короткое время и что подобные системы даже не должны существовать!» сказал Гизерс. «Но ясно, что это не так - наше открытие является первым прямым обнаружением гравитационных эффектов черной дыры звездной массы в шаровом скоплении. Это открытие помогает понять формирование шаровых скоплений и эволюцию черных дыр и двойных систем - жизненно важно в контексте понимания источников гравитационных волн ».
Эта находка также была значимой, учитывая, что связь между черными дырами и шаровыми скоплениями остается загадочной, но очень важной. Из-за их больших масс, компактных объемов и большого возраста астрономы считают, что скопления породили большое количество черных дыр звездной массы в течение истории Вселенной. Следовательно, это открытие может многое рассказать нам о формировании шаровых скоплений, черных дыр и происхождении событий гравитационных волн.
И обязательно наслаждайтесь этим подкастом ESO, объясняющим недавнее открытие:
