Астрономы обнаружили то, что может быть второй по величине массивной черной дырой в нашей галактике, и она может быть недостающей частью космической головоломки.
Но радиоастрономы обнаружили кандидата в черные дыры случайно. Они следили за вращением газов, оказавшихся в мощном гравитационным поле черной дыры, потенциально создав при этом новый метод детектирования неуловимых черных дыр «промежуточной массы».
Используя 45-метровый радиотелескоп Nobeyama, который находится под управлением Национальной астрономической обсерватории Японии (НАОЯ), исследователи обнаружили этот объект на расстоянии 200 световых лет от сверхмассивной черной дыры Млечного Пути Стрелец A * (Sgr. А *). Отслеживая выбросы из закрученного газового облака под названием «СО-0.40-0.22», они нашли удивительно большую дисперсию скоростей - другими словами, это облако газа состоит из материала, который вращается в широком диапазоне скоростей. В этом регионе, кажется, нет никакой активной сверхновой или любого другого энергичного события, которые могли бы вызвать это странное явление.
Используя компьютерное моделирование, исследователи смогли сделать вывод, что в центре этого межзвездной шторма находится чрезвычайно компактный объект - другими словами, черная дыра, и она должна быть массивной. И «массивная» подразумевает порядок около 100000 солнечных масс. Если эта информация подтвердится, то идентифицирует невидимый объект в центре СО-0.40-0.22 черной дырой с так называемой «промежуточной массой», второй по массе после могучей Sgr. А *. Сама Sgr. А * «весит» ошеломляющие 4 миллиона солнечных масс.
"Учитывая тот факт, что компактные объекты не видны на рентгеновских или инфракрасных наблюдениях, насколько нам известно, лучшим кандидатом для компактного массивного объекта является черная дыра", - сказал Томохару Ока из университета Кейо в Японии и ведущий автор исследования, опубликованного в журнале Astrophysical Journal.
Черные дыры промежуточных масс являются действительно загадочными существами. Они являются «пропавшим звеном» в эволюции черных дыр; у нас есть черные дыры звездных масс (образуются после смерти сверхновой массивной звезды), и мы имеем сверхмассивные черные дыры (которые живут в ядрах большинства галактик), но если черные дыры начинают с малого и растут путем слияния с другими черными дырами и, потребляя материю, они должны пройти через промежуточную фазу. Увы, астрономы до сих пор еще не подтвердили, что черные дыры действительно проходят через промежуточную стадию - они только подтвердили, что черные дыры бывают размеров "маленький" и "XXL".
Так что у нас остается головоломка. Возможно, черные дыры промежуточных масс просто трудно найти? Или они невероятно редки? Первый вопрос может быть решен путем совершенствования методов обнаружения, но второй вопрос представляет проблему для теорий эволюции черных дыр и может демонстрировать огромный недостаток в нашем астрофизическом мышлении.
Некоторые теории эволюции галактик предполагают, что Млечный Путь должен содержать 100 миллионов черных дыр, но рентгеновские исследования выявили лишь крошечную долю этого числа. Именно здесь радиотелескопы могут заполнить нишу в поиске невидимых средних черных дыр.
"Исследования движения газа с радиотелескопов может обеспечить дополнительный путь для поиска невидимых черных дыр", - сказал Ока в пресс-релизе. "Продолжающиеся широко обзорные исследования Млечного Пути с 45-м телескопом Nobeyama и наблюдений с высоким разрешением ближайших галактик с помощью Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) дают возможность резко увеличить количество кандидатов в чёрные дыры".
Расположение СО-0.40-0.22 также интригует; если наша модель слияния черных дыр справедлива для роста черных дыр на их пути к превращению в сверхмассивные, то должна быть концентрация массивных черных дыр вблизи галактических ядер. Поскольку рассматриваемый кандидат находится всего в 200 световых годах от Sgr. А *, это может означать, что, в конечном счете, объект в СО-0.40-0.22 отклониться к Sgr. А *, чтобы еще добавить его внушительную массу.