Телескопы «Хаббл» и «Джеймс Уэбб» обнаружили загадочную черную дыру с уникальной орбитой

Астрономы нашли чёрную дыру звёздной массы в одном из самых больших шаровых скоплений Млечного Пути, которую не могли обнаружить в течение 20 лет среди предполагаемой популяции тысяч подобных объектов

Наука и космос017 июл 23:57

Астрономы впервые выявили чёрную дыру звёздной массы в шаровом скоплении Омега Центавра — одном из наиболее массивных и плотных звёздных скоплений Млечного Пути. Для открытия команда использовала более 20 лет архивных данных космического телескопа «Хаббл» NASA и уточняющие наблюдения космического телескопа «Джеймс Уэбб». Результаты были опубликованы в журнале The Astrophysical Journal Letters.

Омега Центавра включает примерно 10 миллионов звёзд, удерживаемых общей гравитацией. Ранее наблюдения с помощью «Хаббла» указывали на возможное существование чёрной дыры промежуточной массы в центре скопления, однако модели также предсказывали наличие около 10 000 меньших чёрных дыр звёздной массы — остатков массивных звёзд, погибших в результате вспышек сверхновых.

До настоящего времени обнаружить эти объекты не удавалось: предыдущие поиски основывались на измерении скоростей звёзд по лучу зрения или на регистрации рентгеновского и радиоизлучения материалов, падающих на чёрную дыру.

Новый объект был назван oMEGACat BH-2. Его обнаружили с помощью астрометрии — метода, позволяющего фиксировать крайне малые смещения положения звёзд на небесной сфере на протяжении длительного времени. Учёные проследили за движением видимой звезды-компаньона, расположенной примерно в 18 000 световых годах от Земли, и установили, что она вращается вокруг невидимого массивного объекта. Характер движения подтвердил, что этим объектом может быть только чёрная дыра.

С помощью архивных снимков «Хаббла» за период с 2002 по 2023 год и данных «Уэбба» в инфракрасном диапазоне, команда смогла уточнить массу системы. Масса видимой звезды составляет примерно 0,78 массы Солнца, а её «невидимого компаньона» — 4,46 массы Солнца. Это исключает возможность наличия нейтронной звезды, так как такой объект слишком массивен для этого класса, но сама чёрная дыра оказалась легче, чем ожидалось для среды Омеги Центавра с низким содержанием тяжёлых элементов.

Необычной чертой oMEGACat BH-2 стала её орбита: звезда совершает полный оборот вокруг чёрной дыры за 94 года. Это самый продолжительный известный период обращения среди двойных систем с чёрной дырой. По мнению учёных, система, вероятно, не образовалась совместно с самого начала: чёрная дыра и звезда могли встретиться уже внутри плотного скопления в результате динамического взаимодействия с другими звёздами.

Изучение таких систем поможет уточнить механизмы формирования чёрных дыр и появления двойных объектов, которые могут стать источниками гравитационных волн при слиянии. Команда намерена продолжить поиски подобных объектов в Омеге Центавра и других шаровых скоплениях, а будущие наблюдения космического телескопа Nancy Grace Roman Space Telescope могут расширить такие исследования благодаря регулярной съёмке плотных областей галактики с высоким разрешением.

Darth SaharaИсточники:Astrophysical Journal LettersНаука и космос0КосмосМлечный путьАстрофизикаЧёрные дырыГравитационные волныЗвёздная эволюцияТелескоп Джеймс УэббШаровые скопленияТелескоп ХабблКосмические наблюдения17 июл 23:57