Обнаружена первая черная дыра промежуточной массы

Австралийские астрономы представили доказательства существования черных дыр промежуточной массы. Первый объект, который можно уверенно отнести к этому классу, зафиксирован ими в результате анализа гравитационного линзирования гамма-всплесков. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Astronomy.

Астрономы давно пытались найти черную дыру промежуточной массы — долгожданное "недостающее звено" между сверхмассивными черными дырами, которые во много миллионов раз тяжелее Солнца, лежащими в ядрах галактик, и черными дырами звездной массы, которые образуются после коллапса одиночной массивной звезды или слиянии двух звезд. Само существование таких черных дыр до последнего времени ставили под сомнение и горячо обсуждали в научной среде.

Исследователи из Мельбурнского университета и Университета Монаша сообщили о том, что они обнаружили первую легендарную "промежуточную" черную дыру с массой, примерно в 55 тысяч раз превышающей массу Солнца. Выявить ее помог эффект искажения света от взрыва, произошедшего в ранней Вселенной.

Авторы проанализировали тысячи всплесков гамма-излучения, образовавшихся при коллапсе или слиянии звезд, чтобы найти признаки гравитационного линзирования, которое происходит, когда на пути движения гамма-волн находится объект, действующий как линза. В данном случае, это — черная дыра.

Это единственный способ определить наличие на пути гамма-волн темных объектов, которые в противном случае остались бы невидимыми. Когда волны огибают такой объект, излучение далеких взрывов искажается, и по времени задержки волн — своего рода "эхо" — можно вычислить массу объекта-препятствия.

Мощное программное обеспечение, специально разработанное для обнаружения черных дыр с помощью гравитационных волн, подтвердило, что две гамма-вспышки, зафиксированные с определенным запаздыванием — свидетельство черной дырой промежуточной массы.

По мнению исследователей, это открытие имеет важнейшее значение для понимания того, как черные дыры формируются и растут со временем, и как черные дыры с малой массой становятся сверхмассивными "монстрами", находящимися в центрах галактик.

"Хотя мы знаем, что сверхмассивные черные дыры скрываются в ядрах большинства, если не всех галактик, мы пока не понимаем, как эти чудовища выросли настолько большими", — приводятся в пресс-релизе Мельбурнского университета слова первого автора статьи аспиранта Джеймса Пейнтера (James Paynter).

"Эта недавно обнаруженная черная дыра может быть древней реликвией, изначальной черной дырой, сформировавшейся в ранней Вселенной еще до образования первых звезд и галактик, — продолжает руководитель исследования профессор Эрик Трейн из Физико-астрономической школы Университета Монаша, главный исследователь Центра передового опыта по открытию гравитационных волн (OzGrav) Австралийского исследовательского совета. — Такие ранние черные дыры промежуточной массы могут быть семенами сверхмассивных черных дыр, которые сегодня живут в сердцах галактик".

Авторы считают, что теперь им будет проще найти другие аналогичные объекты и оценить их общее количество во Вселенной. По оценкам исследователей, только в окрестностях нашей Галактики должно быть около 46 тысяч черных дыр промежуточной массы.