Астрономы по необычному поведению звезды в шаровом скоплении NGC 3201 обнаружили невидимую черную дыру с массой около четырех солнечных. Это первый случай регистрации неактивной черной дыры звездной массы в шаровом скоплении и первое прямое обнаружение черной дыры по ее гравитационному притяжению. Открытие, о котором рассказывается статье, принятой к публикации в Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (pdf), и в пресс-релизе ESO, поможет больше узнать об образовании шаровых скоплений и черных дыр.
Шаровые скопления содержат десятки и сотни тысяч звезд, и располагаются на периферии большинства галактик. Это одни из самых старых из известных во Вселенной звездных систем, возникшие еще в начальную эпоху образования и эволюции галактик. Шаровые скопления довольно распространены в Млечном Пути, сегодня известно более 150 таких объектов.
Авторы новой статьи под руководством Бенджамина Гизерса (Benjamin Giesers) из Гёттингенского университета изучили одно из таких скоплений, NGC 3201, расположенное в южном созвездии Паруса. Они исследовали его с помощью приемника MUSE, смонтированного на телескопе VLT в Чили. Исследовательская группа обнаружила, что одна из звезд в NGC 3201, приближающаяся к заключительному этапу эволюции, ведет себя очень странно — она двигалась то вперед, то назад относительно наблюдателя с радиальной скоростью в несколько сотен тысяч километров в час, и такое поведение повторялось c периодом в 167 дней.
Ученые объяснили наблюдаемое ими явление присутствием другого объекта рядом. «Она [звезда] 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!», — комментирует Гизерс.
По оценкам ученых, масса звезды в скоплении NGC 3201 составляет около 0,8 солнечных. В этом случае, исходя из измеренных параметров, масса ее компаньона должна достигать около 4,36 солнечных, что хорошо согласуется с предположением о том, что это черная дыра.
Ранее считалось, что большинство черных дыр должно было за короткое время исчезнуть из шаровых скоплений. В условиях отсутствия постоянного звездообразования черные дыры звездных масс быстро становятся самыми массивными объектами. Согласно последним теориям, они образуют в скоплении плотное ядро, которое изолируется от остального вещества. Движения в центральной области скопления постепенно приводят к тому, что большинство черных дыр выбрасывается наружу, и спустя несколько миллиардов лет их остается совсем немного.
«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», — заключает Гизерс.
Недавно ученые предположили, что в шаровых скоплениях может скрываться большое количество темной материи или сверхмассивные черные дыры. По словам авторов, это не согласуется с привычными представлениями о том, что шаровые скопления практически лишены темной материи.
По информации https://nplus1.ru/news/2018/01/17/black-hole-revealed
Обозрение "Terra & Comp".
