Ученые из Колумбийского университета обнаружили дюжину черных дыр вокруг Стрельца А* – сверхмассивная черная дыра в центре Млечного Пути. Новое исследование рассматривает то, как крупные черные дыры контактируют с малыми.
Более 20 лет ученые безуспешно пытались найти доказательства в пользу того, что вокруг сверхмассивных черных дыр скрываются тысячи малых. Нам известно о существовании примерно 50 черных дыр на территории галактики с шириной в 100000 световых лет. Предполагается, что ненайденными остаются еще 10000-20000 подобных объектов.
Теперь взгляды исследователей пристальнее всматриваются в Стрелец А*. Почему? Дело в том, что эта сверхмассивная черная дыра окружена ореолом газа и пыли, обеспечивающим идеальную питательную среду для появления массивных звезд. Те живут, умирают и могут трансформироваться в черные дыры. К тому же черные дыры должны подпадать под влияние сверхмассивной, удерживаясь возле нее насильно.
Ранние неудачные попытки найти доказательства этой теории основывались на поиске яркого всплеска рентгеновского свечения. Но галактический центр расположен слишком далеко, поэтому мощные сигналы можно фиксировать с перерывом в 100-1000 лет. Чтобы исправить эту проблему, ученые решили концентрироваться на слабых, но более устойчивых рентгеновских лучах, когда двойные формирования находятся в неактивном состоянии.
Конечно, было бы намного проще справиться с задачей, если бы двойные черные дыры высвобождали крупные всплески, подобно нейтронным звездам. Но они так не делают, поэтому пришлось искать другой способ обнаружения.
Изолированные черные дыры остаются «черными», потому что ничего не делают. Когда же они питаются, то выпускают рентгеновские всплески. Если найти черные дыры в контакте с маломассивными звездами, то можно разобраться в проценте населенности черных дыр в конкретном участке.
Чтобы это проверить, команда ученых воспользовалась сведениями рентгеновской обсерватории Чандра. Они искали рентгеновские подписи черных дыр с низкой массой в неактивном состоянии, и выявили 12 штук на дистанции в 3 световых года от Стрелец А*. Добавив данные о пространственном распределении и свойствах черных дыр, исследователи сообщили, что вокруг сверхмассивной черной дыры должно проживать примерно 300-500 двойных черных дыр с низкой массой и примерно 10000 изолированных.
Если теория верна, то с ее помощью можно улучшить исследование гравитационных волн. Дело в том, что понимание количества черных дыр в центре типичной галактики поможет предсказать, сколько гравитационных волновых событий связаны с ними.
