"Хаббл" нашел множество черных дыр в соседнем с Солнечной системой звездном скоплении

"Хаббл" обнаружил в шаровом скоплении NGC 6397 несколько десятков черных дыр. Некоторые из них могут быть объединены в пары и вырабатывать гравитационные волны. Статью с результатами исследования опубликовал научный журнал Astronomy & Astrophysics.

Шаровое звездное скопление NGC 6397 находится на расстоянии в 7,8 тыс. световых лет от Земли. Наблюдая за ним, астрономы из Парижского института астрофизики обнаружили, что там есть крупное скопление невидимой материи.

Подробное изучение показало, что это скопление представляет собой не точечный объект, а множество отдельных структур. Авторы работы предполагают, что их находка подтверждает одну из теорий, которая объясняет слияния черных дыр.

О том, что подобные события происходят во Вселенной относительно часто, ученые узнали благодаря обсерваториям LIGO и VIRGO. Они отслеживают так называемые гравитационные волны – колебания пространства–времени, источником которых служат массивные объекты, движущиеся с меняющимся ускорением. Существование таких волн еще более ста лет назад предсказал Альберт Эйнштейн, однако зафиксировать их ученые смогли лишь в сентябре 2015 года.

За последние пять лет ученые зафиксировали множество всплесков гравитационных волн. Причиной более 50 из них были слияния пар черных дыр звездной массы. Ученые пока не знают, где и как возникли подобные пары и что заставило их сблизиться друг с другом.

Ученые объясняют подобные события с помощью двух теорий, обе из которых связаны с тесными шаровыми скоплениями звезд на окраинах галактик. Одни астрономы считают, что пары черных дыр возникают в двойных звездных системах, которые состоят из очень крупных светил. Другие предполагают, что черные дыры образуются в одиночестве, но впоследствии объединяются в пары благодаря гравитационным взаимодействиям с их соседями внутри скоплений.

Внутри скопления NGC 6397 сосредоточены одни из самых древних звезд Млечного Пути, а его центр заполнен крайне плотной материей. Подобные шаровые скопления давно привлекают внимание астрономов, поскольку в их центре могут находиться черные дыры промежуточной массы – объекты, масса которых находится между черными дырами звездной массы и сверхмассивными черными дырами.

Проследив за движением звезд на окраинах этого скопления, авторы статьи обнаружили, что в центральных регионах NGC 6397 скрывается невидимое для нас скопление материи с огромной массой. Сперва астрономы предполагали, что нашли черную дыру промежуточной массы.

Однако впоследствии выяснилось, что невидимая материя, масса которой больше солнечной примерно в 1-2 тыс. раз, была рассредоточена по всей центральной части этого скопления. Это означает, что в скоплении находится не один, а множество объектов звездной массы. Часть из них может быть черными дырами, а другая – пульсарами и белыми карликами.

Смоделировав типичную эволюцию звезд, расположенных в центре NGC 6397, исследователи пришли к выводу, что большая часть этих невидимых объектов все же представляет собой черные дыры. Это означает, что в центре этого скопления находятся несколько десятков или даже сотен черных дыр. При этом они расположены сравнительно рядом друг с другом.

Астрономы считают, что такие количество и плотность черных дыр создают идеальные условия для формирования пар подобных объектов, которые излучают гравитационные волны. Они надеются, что дальнейшие наблюдения за NGC 6397 и другими аналогичнмыи шаровыми скоплениями подтвердят их гипотезу и помогут точнее локализовать новые источники колебаний пространства–времени.