Черная дыра в Магеллановом Облаке

В глубинах космоса, в карликовой галактике Большое Магелланово Облако, ученые обнаружили признаки массивного невидимого объекта, который может быть черной дырой с массой около 600 тысяч солнечных масс. Это открытие может пролить свет на процессы роста и слияния черных дыр, а также на будущее нашей галактики.

Международная команда ученых под руководством астрофизика Дживона Джесси Хана из Центра астрофизики Гарварда и Смитсоновского института обнаружила признаки массивного невидимого объекта в Большом Магеллановом Облаке — карликовой галактике, вращающейся вокруг Млечного Пути. Масса этого объекта составляет около 600 тысяч солнечных масс, и исследователи предполагают, что это черная дыра. Поскольку Большое Магелланово Облако однажды столкнется с нашей галактикой, то и черная дыра неизбежно приблизится к нам. Работа опубликована в журнале The Astrophysical Journal.

Эта черная дыра особенно интересна астрономам, так как имеет массу менее миллиона солнечных масс — промежуточный класс, который встречается крайне редко. Если ее существование подтвердится, это поможет понять, как черные дыры вырастают из звездных в гигантские — с массами в миллионы и миллиарды масс Солнца.

Обнаружить черные дыры непросто: они остаются невидимыми, если не поглощают материю, создавая яркое излучение. Поэтому ученые ищут косвенные признаки, например, необычные движения звезд. Так, массу черной дыры Стрелец A* в центре Млечного Пути (примерно 4,3 миллиона солнечных масс) определили, изучая орбиты звезд вокруг нее.

Однако команда Хана пошла другим путем и исследовала так называемые гиперскоростные звезды — те, что движутся значительно быстрее других. Их ускорение может быть вызвано механизмом Хиллса: это явление происходит, когда две звезды проходят рядом с черной дырой. Гравитация выбрасывает одну из них в межгалактическое пространство на огромной скорости.

Новые данные и исследования:

• Дополнительные наблюдения: С помощью космического телескопа Hubble были получены новые данные, подтверждающие траектории гиперскоростных звезд и их связь с предполагаемой черной дырой в Большом Магеллановом Облаке. Эти наблюдения усилили доводы в пользу существования черной дыры.

• Моделирование: Используя суперкомпьютеры, ученые создали симуляции, показывающие, как черные дыры могут влиять на динамику звезд в галактиках. Эти модели предполагают, что наличие черной дыры в Большом Магеллановом Облаке объясняет множество наблюдаемых феноменов, включая распределение звездной материи.

• Межгалактические эффекты: Исследования показали, что черная дыра в Большом Магеллановом Облаке может оказывать влияние на формирование и движение звезд в нашей галактике даже до их слияния. Это может привести к более ранним изменениям в структуре Млечного Пути.

• Сравнительный анализ: Ученые сравнили этот объект с другими известными черными дырами промежуточного класса, обнаруженными в других галактиках. Это помогло уточнить параметры, необходимые для формирования таких объектов.

• Будущие наблюдения: Планируются новые миссии и наблюдения с использованием более мощных телескопов, таких как предстоящий телескоп "Джеймс Уэбб", который сможет предоставить более точные данные о возможных аккреционных дисках или других признаках активности черной дыры.

Для своего исследования ученые использовали данные космического телескопа Gaia, который составил детальную карту звезд Млечного Пути, их положений, движений и скоростей. Проанализировав траектории 21 гиперскоростной звезды, команда проследила их пути к источнику. Выяснилось, что семь звезд были выброшены из области вокруг Стрелец A*, а девять — из района Большого Магелланова Облака. Именно эти девять звезд указывают на наличие скрытой черной дыры массой около 600 тысяч солнечных масс.

Большое Магелланово Облако находится на расстоянии примерно 160 тысяч световых лет от Млечного Пути и постепенно приближается. По оценкам астрономов, столкновение произойдет через 2 миллиарда лет. В итоге черная дыра из этой галактики достигнет центра Млечного Пути, сольется со Стрелец A* и создаст еще более массивную черную дыру. Именно так, по мнению ученых, черные дыры наращивают свою массу в процессе слияния галактик.

Хотя увидеть этот космический танец своими глазами человечество не сможет, ученые надеются, что дальнейшие исследования помогут подтвердить существование загадочного объекта и глубже понять процессы роста черных дыр.

Новые знания на сегодняшний день: На сегодняшний день известно, что это потенциально одна из редких черных дыр промежуточного класса, чье существование может подтвердить теории о том, как черные дыры увеличивают свою массу. Дополнительные наблюдения и моделирование показывают, что она может влиять на звезды даже на большом расстоянии, предвещая значительные изменения в структуре Млечного Пути при их будущем слиянии.