Гігантське кулясте зоряне скупчення Омега Центавра, яке об’єднує близько 10 млн пов’язаних гравітацією зір, тривалий час збивало науковців з пантелику. Комп’ютерні моделі передбачали, що в цьому густонаселеному зоряному середовищі має ховатися близько 10 тис. чорних дір зоряної маси. Проте всі спроби зафіксувати хоча б одну з них за допомогою радіо- чи рентгенівського випромінювання закінчувалися фіаско.
Тепер міжнародна група астрономів під керівництвом Університету Юти нарешті розірвала це замкнене коло. Використавши архівні світлини космічного телескопа Hubble за останні 20 років та надсучасні інфрачервоні можливості обсерваторії James Webb, дослідники виявили першу підтверджену чорну діру зоряної маси у цьому скупченні. Результати роботи опубліковані в науковому виданні The Astrophysical Journal Letters.
Полювання за примарами
Успіх дослідження забезпечив метод астрометрії — відстеження надзвичайно малих зміщень космічних тіл у просторі з плином часу. Науковці помітили звичайну зорю, яка дивно поводилася, наче обертаючись навколо невидимої примари.
«Точність вимірювань просто фантастична — вона вимірюється частинками пікселя на детекторах телескопів Hubble та James Webb», — ділиться враженнями провідний автор дослідження Метью Вітакер. Завдяки об’єднанню баз даних за період з 2002 по 2023 роки астрономи змогли точно розрахувати траєкторію руху світила на відстані 18 тис. світлових років від Землі.
Попередні аналізи припускали, що невидимим компаньйоном у цій системі може бути надщільна нейтронна зоря. Проте нові високоточні розрахунки спростували цю версію.
Маса видимої зорі становить 0,78 маси Сонця, тоді як її темний партнер важить як 4,46 Сонць. Це занадто багато для нейтронної зорі, але водночас неочікувано мало для чорної діри, що сформувалася у бідному на метали середовищі Омеги Центавра. За словами співавтора дослідження Аніла Сета, це відкриття кидає виклик наявним теоретичним моделям еволюції світил і змусить астрофізиків переглянути механізми їхнього колапсу.
Найповільніший вальс у Всесвіті
Новознайдена система, яка отримала назву oMEGACat BH-2, встановила абсолютний рекорд: орбітальний період обертання зорі навколо чорної діри становить рекордні 94 роки. Це найдовша орбіта серед усіх відомих подвійних систем такого типу.
Така величезна відстань між об’єктами вказує на те, що вони не народилися разом. Найімовірніше, чорна діра «впіймала» випадкову сусідню зорю під час складних гравітаційних маневрів усередині скупчення. Утім, цей союз тимчасовий: за оцінками науковців, щільне оточення Омеги Центавра призведе до того, що сусідні зорі розірвуть цю пару вже протягом найближчого мільярда років.
Нові горизонти пошуку
Розуміння того, як формуються та взаємодіють чорні діри в таких скупченнях, є критично важливим для вивчення гравітаційних хвиль. Попереду на астрономів чекає ще більше відкриттів. Науковці покладають великі надії на майбутній космічний телескоп Nancy Grace Roman, який завдяки широкому полю зору та високій роздільній здатності зможе регулярно сканувати центр нашої Галактики та відкривати нові невловимі чорні діри.
Раніше ми розповідали про те, як Hubble допоміг астрономам знайти невловиму чорну діру середньої маси.
За матеріалами phys.org
