Странное поведение звезды позволило выявить одинокую черную дыру, прячущуюся в гигантском звездном скоплении

29.01.2018

При помощи приемника MUSE, смонтированного на Очень Большом Телескопе ESO в Чили, астрономы обнаружили в скоплении NGC 3201 звезду с очень странным поведением. Оказалось, что она обращается вокруг невидимой черной дыры с массой около четырех солнечных масс. Это первый случай регистрации неактивной черной дыры звездной массы в шаровом скоплении и первое прямое обнаружение черной дыры по ее гравитационному притяжению. Сделано важное открытие, которое влияет на наши представления об образовании шаровых скоплений и черных дыр, о происхождении гравитационных волн.

Шаровые звездные скопления – гигантские сферические рои из десятков и сотен тысяч звезд, расположенные на периферии большинства галактик. Это одни из самых старых из известных во Вселенной звездных систем: они возникли в начальную эпоху образования и эволюции галактик. Сейчас в Млечном Пути известно более 150 таких объектов.

Одно из таких скоплений, NGC 3201, расположенное в южном созвездии Парусов, исследовано с приемником MUSE, смонтированном на Очень Большом Телескопе ESO в Чили. Бенжамин Гизерс (Benjamin Giesers) из университета Георга-Августа в Гёттингене (Германия) (Georg-August-Universität Göttingen) и его сотрудники обнаружили, что одна из звезд в NGC 3201 ведет себя очень странно — колеблется со скоростью в несколько сотен тысяч километров в час, двигаясь то вперед, то назад с периодом в 167 дней.

Бенжамин Гизерс был заинтригован такими движениями звезды: “Она движется по орбите вокруг чего-то совершенно невидимого, имеющего массу более четырех солнечных масс. И это «что-то» может быть только черной дырой – первой черной дырой, открытой в шаровом скоплении по прямой регистрации ее гравитационного притяжения!”

Отношения между черными дырами и шаровыми скоплениями – важные и таинственные. Считается, что в скоплениях с их огромными массами и возрастом должно было накопиться множество черных дыр звездной массы, которые образовывались по мере того, как массивные звезды в скоплении взрывались и затем коллапсировали. Благодаря созданному в ESO инструменту MUSE астрономы получили уникальную возможность одновременно измерять движения тысяч далеких звезд. С этим приемником Гизерс и его группа впервые смогли зарегистрировать неактивную — не поглощающую вещество и не окруженную светящимся газовым диском – черную дыру в сердце шарового скопления. Измерив движения звезды, захваченной ее мощным гравитационным притяжением, астрономы смогли оценить ее массу.

Из наблюдаемых параметров звезды была получена оценка ее массы примерно в 0.8 солнечных. Тогда масса ее таинственного компаньона должна составлять около 4.36 Солнц, что очень хорошо согласуется с предположением о том, что это черная дыра.

Недавние обнаружения в шаровых скоплениях источников радиоволн и рентгеновского излучения, а также регистрация в 2016 г. гравитационно-волновых сигналов, порожденных слиянием двух черных дыр звездных масс свидетельствуют о том, что эти сравнительно небольшие черные дыры, возможно, встречаются в шаровых скоплениях чаще, чем прежде считалось.

Гизерс заключает: “До недавнего времени предполагалось, что почти все черные дыры должны были за короткое время исчезнуть из шаровых скоплений и следовательно, таких систем, как обнаруженная нами, вообще не должно быть! Теперь ясно, что это не так. Наше открытие — первая прямая регистрация гравитационного притяжения черной дыры звездной массы в шаровом скоплении. Это очень важно для понимания процессов формирования шаровых скоплений, эволюции черных дыр и двойных систем, и особенно источников гравитационных волн.”

Материал https://vk.com/space_news

Странное поведение звезды позволило выявить одинокую черную дыру, прячущуюся в гигантском звездном скоплении

Добавить комментарий Отменить ответ