Загадочное скопление Омега Центавра и его черная дыра
Новое открытие решило несколько загадок Омега Центавра - величайшего и самого яркого глобулярного (шарового) скопления звёзд в небе (южная полусфера неба). Изображения, полученные с помощью Улучшенной Камеры Наблюдения на борту Космического Телескопа Хаббла и данные, GMOS-спектрографа на телескопе «Южные Близнецы» в Чили открыли много интересных деталей об звёздном скоплении Омега Центавра, включая обнаружение черной дыры средней массы в центре, которую достаточно сложно изучить привычными методами обнаружения чёрных дыр.
Звёздное скопление Омега Центавра можно наблюдать с земли невооруженным глазом, оно является одним из самых любимых объектов для наблюдений среди любителей астрономии в южном полушарии планеты. Не смотря на то, что это скопление расположено на расстоянии 17 000 световых лет, располагаясь лишь немного выше плоскости млечного пути, оно кажется почти таким же большим, как и полная Луна, если наблюдать его из темной местности. Как же правильно классифицировать Омега Центавра? Долгое время это было предметом горячих споров.
Впервые скопление было упомянуто в каталоге Птолемея около двух тысяч лет назад, как одиночная звезда. Эдмонд Галлей назвал его туманностью в 1677 году. В 30-х годах XIX века английский ученый Йон Эршил впервые определил его, как шаровое звёздное скопление. Сегодня, более века спустя, новое открытие предполагает, что Омега Центавра не шаровое скопление, а карликовая галактика.
Шаровые скопления состоят более чем из миллиона старых звезд, жестко связанных за счет гравитации, и находятся на окраинах многих галактик, включая нашу. Омега Центавра имеет несколько характеристик, которые отличают его от других шаровидных скоплений: вращается быстрее, чем обычное шаровидное скопление, его форма сильно сплющена и оно состоит из нескольких поколений звезд, тогда как обычное шаровидное скопление состоит из одного поколения старых звезд.
Более того, Омега Центавра приблизительно в 10 раз массивнее других шаровидных скоплений, почти достигая массы маленькой галактики. Эти особенности привели к тому, что, по мнению многих астрономов, Омега Центавра может быть вовсе не глобулярным скоплением, а карликовой галактикой, лишенная внешних звезд из-за произошедшего ранее столкновения с Млечным Путем.
«Находка черной дыры в центреОмега Центавра может упрочить наши гипотезы по поводу механизма его взаимодействия с Млечным путем в прошлом», - говорит Ева Ниола (Eva Niola), ведущий исследователь.
Ева Ниола и ее коллеги измерили движение и яркость звезд в центре Омега Центавра. Измеренные скорости в центре были сопоставлены с общей массой скопления и оказались значительно выше, чем ожидалось по результатам, полученным из расчетов, учитывавшим тип и количество видимых звезд. Таким образом, в скоплении должно быть нечто невероятно массивное (и невидимое) в центре скопления, ответственное за эту кружащую «пляску» звезд – почти определенно, черная дыра с массой около 40 000 солнечных. «Перед этим открытием у нас был только один образец черной дыры средней массы – в глобулярном скоплении G1, недалеко от Галактики Андромеда», - говорит астроном Карл Джибгэрдт (Karl Gebhardt) из Университета Техаса в Остине, США, участник исследовательской группы, сделавший это открытие.
Несмотря на то, что присутствие черной дыры средней массы – наиболее вероятная причина звездной гонки в районе центра скопления, астрономы должны проанализировать пару других возможных причин: скопление невидимых погасших звезд, таких как белые карлики или нейтронные звезды, добавляющие избыточную массу, или группа звезд с продолговатыми орбитами, которая может заставлять звезды наиболее близкие к центру ускорять свое движение.
В соответствии с выводами Ниолы эти альтернативы маловероятны, ведь естественная эволюция звездного скопления, такого как Омега Центавра не может привести к наблюдаемому поведению звезд. Даже если мы возьмем на себя смелость принять один из двух альтернативных сценариев, каждая конфигурация будет очень недолговечной. Группа погасших звезд, например, должна быстро отдалиться от центра скопления, и продолговатые орбиты вскоре должны принять формы окружностей».
Как полагают ученые, эти черные дыры средней массы могут превратиться в маленькие сверхтяжелые черные дыры. «Возможно мы на пути к открытию механизма возникновения сверхтяжелых черных дыр. Средние черные дыры, подобные этой, могут быть зачатками сверхтяжелых». Существование черных дыр средней массы – спорный вопрос для астрономов, т.к. у них до сих пор нет убедительных доказательств, и до сих пор не существует общепринятого механизма их возникновения. Они имеют множество доказательств того, что в процессе умирания звезды-великана образуется маленькая черная дыра с массой в несколько солнц. Так же имеются подобные доказательства того, что существуют сверхтяжелые черные дыры с массами в миллионы и миллиарды солнечных, расположенные в центрах множества галактик, включая Млечный Путь.
Ранее предполагалось, что черные дыры средней массы есть редкое явление, которое проявляется лишь в старых карликовых галактиках, лишенных собственных звезд, последние результаты, однако, подтверждают, что они так же могут быть распространены в центрах глобулярных скоплений. Предыдущие наблюдения Хабблом сверхтяжелых черных дыр и содержащих их галактик, показало взаимосвязь между массой черной дыры и ее галактики. По оценкам астрономов масса карликовой галактики, которая могла быть предшественником Омега Центавра была по грубым оценкам около 10 миллионов солнечных масс. Если галактики с малой массой подчиняются такому же закону, что и массивные галактики, которые содержат сверхтяжелые черные дыры, то масса Омега Центавра соответствует массе своей черной дыры.
В рамках продолжения работы группа ученых использовала Очень Большой Телескоп Паранальской обсерватории, Чили, чтобы управлять конечным этапом наблюдения скорости вблизи центра скопления для подтверждения своего открытия.
Источник:
Статьи и новости по чёрным дырам:
