В центре Туманности Ориона, возможно, есть чёрная дыра

Туманность Ориона давно привлекает внимание астрономов своими странностями. У её звёзд настолько необычно высокая скорость, что кажется, будто всё скопление вот-вот разлетится на отдельные светила. Кроме того, здесь слишком мало (в сравнении со средним звёздным населением галактики) крупных звёзд, а доля небольших, наоборот, излишне велика.

Туманность Ориона отличается от аналогичных скоплений нестандартным соотношением числа массивных и обычных звёзд. (Иллюстрация Wikimedia Commons.)

Астрономы под руководством Павла Кроупы из Боннского университета (Германия) провели компьютерное моделирование объектов скопления, исходя из «правильной», но ненаблюдаемой пропорции между массивными и маломассивными звёздами, и просчитывая движения светил такого скопления, каким оно, скорее всего, было в момент своего образования, примерно 1-2 млн лет назад. Вскоре получилось, что излучение наиболее тяжёлых звёзд должно было буквально «выдавливать» газ из скопления, увлекая с собой его остальные объекты. Процесс объяснил быстроту движения звёзд: их скорости постоянно наращивались за счёт взаимодействия с этим газом.

Однако в центре скопления всё было не так обыденно. Хотя часть массивных звёзд в гравитационных взаимодействиях с остальными оказалась выброшенной прочь, другая, получив ускорение в противоположном направлении, отправилась в центр, где, согласно модели, эти звёзды неизбежно должны были сталкиваться с другими тяжеловесами, сливаясь с ними и создавая совсем уж гигантские светила. Со временем это привело к тому, что одна из них при очередном контакте превысила предел Оппенгеймера — Волкова и превратилась в чёрную дыру звёздной массы. Со временем она высосала остатки газа из скопления и нарастила свою массу примерено до 200 солнечных. Так она стала чёрной дырой промежуточной массы.

С вероятностью в 70% такая ЧД соседствует с обычной массивной звездой, что может значительно упростить обнаружение экзотического объекта. (Иллюстрация NASA, Honeywell Max-Q Digital Group / Dana Berry.)

Моделирование дало картину скопления, очень близкую к наблюдаемой на практике: дефицит массивных звёзд, быстрое движение оставшихся и... Увы, ЧД такой небольшой массы в центре тесного скопления пока обнаружить не получается. И тем не менее авторы полагают, что это возможно. Ведь вычисления показали, что с 70-процентной вероятностью такая ЧД всё ещё (помните, что скопление довольно молодо?) остаётся частью двойной системы, второй компонент которой — обычная массивная звезда. Таким образом, либо ЧД активно поглощает её звёздный ветер (что можно заметить телескопами), либо, если второй компонент слишком далеко от ЧД для реализации этого сценария, скорость её движения должна превысить 10 км/с.

Подтверждением такого необычного поведения одной из звёзд Туманности Ориона астрономы и займутся в ближайшее время.

Отчёт об исследовании опубликован в Astrophysical Journal; с его препринтом можно ознакомиться здесь.

Подготовлено по материалам Квинслендского университета.