В шаровом скоплении впервые обнаружена "спокойная" чёрная дыра

Учёные впервые наблюдали в шаровом скоплении чёрную дыру, которая не проявляет себя пожиранием вещества. 

Шаровые скопления, напомним, насчитывают десятки и сотни тысяч звёзд, в основном очень старых. Эти образования – ровесники Галактики. В Млечном Пути наблюдатели насчитали более 150 шаровых скоплений.

Самый большой в мире телескоп VLT, вооружённый приёмником MUSE, сейчас ведёт "перепись" звёзд в 25 таких скоплениях. Для каждого из них планируется собрать спектры от 600 до 27000 светил. Это позволит измерить скорости звёзд и составить карты их движения.

Скопление NGC 3201 в созвездии Парусов подарило астрономам неожиданное открытие. Группа Бенджамина Гизерса (Benjamin Giesers) из Университета Георга-Августа в Гёттингене обратила внимание на странное движение одного из светил. Звезда колеблется, то приближаясь к Земле, то удаляясь от неё, с периодом 167 дней и скоростью в сотни тысяч километров в час.

Разумеется, светило не движется по прямой. Скорость звезды определяется благодаря эффекту Доплера. Поэтому астрономы могут видеть только ту составляющую скорости, которая сонаправлена линии "звезда–наблюдатель" (лучу зрения, как говорят специалисты). То, что выглядит колебаниями, на самом деле является движением по орбите вокруг неизвестного объекта.

Что это за объект? Наблюдая за светилом, астрономы вычислили её массу – она равна 0,8 солнечных. Исходя из скорости и периода "колебательного" движения, специалисты вычислили параметры орбиты. И поняли, что единственным разумным кандидатом на роль центрального объекта является чёрная дыра с массой 4,36 солнечных.

"Она [звезда – прим. ред.] движется по орбите вокруг чего-то невидимого, имеющего массу более четырёх солнечных масс. И это что-то может быть только чёрной дырой – первой чёрной дырой, открытой в шаровом скоплении по прямой регистрации её гравитационного притяжения!" – цитирует пресс-релиз слова Гизерса.

Обычно чёрные дыры обнаруживаются по излучению падающего на них вещества, постоянному или эпизодическому. Открытие гравитационных волн подарило астрономам ещё один "канал связи" с этими экзотическими объектами (правда, он работает только в момент драматического катаклизма, когда две чёрные дыры сливаются в одну). Но такого, чтобы чёрную дыру нашли в шаровом скоплении просто по характеристикам орбитального движения её спутника, никогда ещё не случалось.

Это открытие важно для понимания эволюции таких "звёздных шаров". Считается, что чёрные дыры, которые образуются там при взрывах сверхновых, в результате сложного гравитационного взаимодействия звёзд быстро выбрасываются прочь из скопления.

Гизерс заключает: "До недавнего времени предполагалось, что почти все чёрные дыры должны были за короткое время исчезнуть из шаровых скоплений и, следовательно, таких систем, как обнаруженная нами, вообще быть не должно! Теперь ясно, что это не так. Наше открытие — первая прямая регистрация гравитационного притяжения чёрной дыры звёздной массы в шаровом скоплении. Это очень важно для понимания процессов формирования шаровых скоплений, эволюции чёрных дыр и двойных систем, и особенно источников гравитационных волн".