Астрономы обнаружили необычную чёрную дыру

Известно, что многие галактики вращаются вокруг сверхмассивных чёрных дыр, расположенных в их центрах. Масса этих гигантов составляет от миллиона до нескольких миллиардов масс Солнца. Помимо этого астрономы открыли большое количество небольших чёрных дыр, чья масса сравнима со звёздной. Считается, что они образуются после взрыва крупных светил.

В то же время вопрос формирования гигантских чёрных дыр до сих пор остаётся неясным. Согласно одной из версий они могли развиваться из зародышевых дыр среднего размера массой от нескольких сот до миллиона солнечных. Однако до сих пор был известен только один такой объект, да и тот до сих пор не получил подтверждения.

Теперь, как сообщают учёные в своей статье в издании Nature, группа астрономов обнаружила промежуточную по массе чёрную дыру в галактике М82, известной как Сигара, расположенной в 12 миллионах световых лет от Земли.

По своей природе сами чёрные дыры невидимы для приборов, но их присутствие можно обнаружить по гравитационному воздействию, которое они оказывают на окружающие звёзды и облака газа, а также по яркому свечению материала вблизи их горизонта событий.

Астроном Дирай Пашам (Dheeraj Pasham) и его коллеги из университета Мэрилэнда изучали так называемые ультраяркие рентгеновские источники (ULX). Считается, что эти объекты представляют собой систему, состоящую из звезды и пожирающей её чёрной дыры.

Постоянный поток материи создаёт вокруг космического хищника аккреционный диск, где материал разогревается до такой температуры, что начинает испускать рентгеновское излучение. Один из таких источников, известный как X-1, уже становился предметом нескольких исследований. Слишком яркое свечение позволяло предположить, что эта чёрная дыра имеет массу в несколько сотен солнечных. Но до сих пор уверенности в этом не было.

За последние десять лет учёные выяснили, что интенсивность рентгеновского излучения ULX постоянно и часто колеблется, уменьшаясь и увеличиваясь в 2-3 раза. Обычно частота колебаний у таких объектов варьируется от 100 до 300 вспышек в секунду. Природа этого явления остаётся непонятной, но достоверно известно, что чем большую массу имеет чёрная дыра, тем медленнее она "пульсирует".

Теоретические расчёты показали, что у чёрных дыр средней массы колебания рентгеновского излучения должны быть в несколько раз реже.

Команда Пашама проанализировала данные о X-1, полученные с помощью орбитальной рентгеновской обсерватории RXTE в период с 1995 по 2012 год. Учёные обнаружили, что ритм объекта составляет от 3,3 до 5 колебаний в секунду, что соответствует чёрной дыре, масса которой в 428 раз больше солнечной.

Новые результаты были приняты неоднозначно и породили споры в научной среде. Некоторые специалисты говорят, что достоверно судить о размерах чёрных дыр по колебаниям рентгеновского излучения нельзя до тех пор, пока остаётся неясным происхождение этих пульсаций.

Если масса определена правильно, то возникает вопрос, как чёрная дыра смогла так вырасти. Сверхмассивные чёрные дыры занимают центр галактик, куда стягиваются звёзды и газ. Но X-1 находится далеко от центра М82. Астрономы предполагают, что объект мог появиться в центре звёздного скопления, за счёт которого и питался до тех пор, пока не был выброшен гравитационными силами массивных звёзд.