Убегающие звёзды открывают скрытую чёрную дыру в ближайшем соседе Млечного Пути

0 0

Астрофизики проследили путь 21 звезды,которые двигаются так быстро, что могут вырваться из гравитационных тисков Млечного Пути или другой близлежащей галактики.

Астрономы обнаружили убедительные доказательства существования ближайшей сверхмассивной чёрной дыры за пределами галактики Млечный Путь. Эта гигантская чёрная дыра находится в Большом Магеллановом Облаке, одном из ближайших галактических соседей нашей собственной. Статья, описывающая эти результаты, была принята к публикации в "Астрофизическом журнале". Предварительная версия появилась на сервере препринтов arXiv. Чтобы сделать это открытие, ученые с высочайшей точностью проследили траектории 21 звезды на окраинах Млечного Пути. Эти звёзды движутся так быстро, что могут вырваться из гравитационных тисков Млечного Пути или любой другой близлежащей галактики. Астрономы называют их "гиперскоростными" звёздами.

Подобно тому, как эксперты-криминалисты воссоздают происхождение пули на основе ее траектории, исследователи определили, откуда берутся эти сверхскоростные звезды. Они обнаружили, что около половины из них связаны со сверхмассивной черной дырой в центре Млечного Пути. Однако другая половина возникла откуда-то еще: из ранее неизвестной гигантской черной дыры в Большом Магеллановом облаке (БМЦ).

Поразительно осознавать, что у нас есть ещё одна сверхмассивная чёрная дыра буквально в соседнем квартале, если говорить о космосе. Чёрные дыры настолько незаметны, что эта была практически у нас под носом всё это время.

Джесси Хан из Центра астрофизики Гарвардского и Смитсоновского университетов (CfA), который руководил новым исследованием

Исследователи обнаружили эту скрытую чёрную дыру, используя данные миссии Gaia Европейского космического агентства — спутника, который с беспрецедентной точностью отслеживал более миллиарда звёзд по всему Млечному Пути. Они также использовали более полное представление об орбите Малого Магелланова Облака вокруг Млечного Пути, недавно полученное другими исследователями.

Мы знали, что эти сверхскоростные звёзды существовали какое-то время, но "Гайя" предоставила нам данные, необходимые для того, чтобы понять, откуда они на самом деле. Объединив эти данные с нашими новыми теоретическими моделями движения этих звёзд, мы сделали это замечательное открытие.

Карим Эль-Бадри из Калифорнийского технологического института в Пасадене, штат Калифорния

Сверхскоростные звёзды образуются, когда двойная звёздная система приближается слишком близко к сверхмассивной чёрной дыре. Сильное гравитационное притяжение чёрной дыры разрывает две звезды на части, захватывая одну из них на близкую орбиту вокруг себя. В то же время другая оставшаяся без пары звезда уносится прочь со скоростью, превышающей несколько миллионов миль в час, — так рождается сверхскоростная звезда.

Важной частью исследования команды стало предсказание их теоретической модели о том, что сверхмассивная чёрная дыра в Малом Магеллановом Облаке создаст скопление гиперскоростных звёзд в одном из углов Млечного Пути из-за того, как Малое Магелланово Облако движется вокруг Млечного Пути. Звёзды, выброшенные в направлении движения Малого Магелланова Облака, должны получить дополнительный импульс скорости. Действительно, их данные показали существование такого скопления.

Команда исследователей обнаружила, что свойства гиперскоростных звёзд нельзя объяснить другими механизмами, такими как выброс звёзд, когда их компаньоны взрываются как сверхновые, или выброс звёзд механизмом, описанным выше для двойной звёздной системы, но без участия сверхмассивной чёрной дыры.

Единственное объяснение, которое мы можем дать этим данным, — это существование гигантской чёрной дыры в соседней с нами галактике. Таким образом, в нашем космическом окружении не только сверхмассивная чёрная дыра Млечного Пути изгоняет звёзды из своей галактики.

Скотт Луччини, соавтор исследования из CfA

Используя данные о скорости звёзд и относительном количестве звёзд, выброшенных сверхмассивными чёрными дырами LMC и Млечного Пути, команда учёных определила, что масса чёрной дыры LMC примерно в 600 000 раз превышает массу Солнца. Для сравнения, масса сверхмассивной чёрной дыры в Млечном Пути составляет около 4 миллионов масс Солнца. В других частях Вселенной есть сверхмассивные чёрные дыры, масса которых в миллиарды раз превышает массу Солнца.

"Хаббл" изучает хаотичную историю галактики Андромеды, которая совсем не такая, как ожидали учёные.