За допомогою Дуже великого телескопа (Very Large Telescope, VLT) Європейської південної обсерваторії (European Southern Observatory, ESO) астрономи виявили чорну діру зоряної маси за межами Молочного Шляху, спостерігаючи те, як вона впливає на рух сусідньої з нею зорі. Такий метод виявлення було застосовано вперше для пошуків чорної діри за межами нашої галактики. Він може стати основним для пошуку прихованих чорних дір в Молочному Шляху та найближчих галактиках, а також допомогти пролити світло на те, як відбувається формування і еволюція цих таємничих об’єктів.
Нещодавно знайдену чорну діру помітили в зоряному скупченні NGC 1850, що лежить від Землі на відстані приблизно 160 000 світлових років у Великій Магеллановій Хмарі, сусідній з Молочним Шляхом галактиці.
На цій мапі показано південне сузір’я Золота Риба та інші зорі в цій ділянці неба, більшість з яких можна побачити неозброєним оком у ясну темну ніч. NGC 1850 — скупчення тисяч зір на відстані від Землі приблизно 160 000 світлових років у Великій Магеллановій Хмарі, сусідній з Молочним Шляхом галактиці — позначено червоним колом. Фото з сайту www.eso.org.
«Так само, як Шерлок Холмс вистежував банду злочинців за їхніми помилками, ми з лупою в одній руці дивимося на кожну зорю в цьому скупченні, намагаючись знайти в такий спосіб докази наявності чорних дір, яких не бачимо прямо», — зазначила Сара Сарачіно (Sara Saracino) з Інституту астрофізичних досліджень Ліверпульського університету Джона Мурса у Великобританії, яка очолювала дослідження. Його результати має оприлюднити журнал Monthly Noticesof the Royal Astronomical Society («Щомісячні повідомлення Королівського астрономічного товариства»). «Отриманий нами результат — целише один з розшукуваних злочинців, але коли ви його знайшли, тоді ви на правильному шляху до виявлення багатьох інших в різних скупченнях».
Перший «злочинець», вистежений науковцями, виявився приблизно в 11 разів масивнішим, ніж Сонце. Він «проколовся» через гравітаційний вплив на зорю уп’ятеро масивнішу за Сонце, яка обертається навколо нього, — це вивело астрономів на слід цієї чорної діри.
Раніше астрономи виявляличорні діри зоряної маси в інших галактиках, реєструючи рентгенівське випромінювання, що виникає, коли вони поглинають речовину, або гравітаційні хвилі, які утворюються при зіткненні чорних дір одна з одною або з нейтронною зорею.
Однак більшість чорних дір зоряної маси не видають свою присутність через рентгенівські промені або гравітаційні хвилі. «Переважну більшість таких об’єктів можна виявити лише динамічно», — сказав Стефан Драйцлер (Stefan Dreizler), учасник дослідження з Ґетінґенського університету в Німеччині. «Коли вони входять до складу подвійної системи із нормальною зорею, вони впливають на її рух слабко, але поміто, тому ми можемо виявити їх за допомогою чутливих інструментів».
Уявлення художника про чорну діру в 11 разів масивнішу, ніж Сонце, і зорю у п’ять сонячних мас, яка обертається навколо неї. Ці два об’єкти містяться в зоряному скупченні NGC 1850. Воно лежить від Землі на відстані приблизно 160 000 світлових років у Великій Магеллановій Хмарі, сусідній з Молочним Шляхом галактиці. Спотворення форми зорі спричинене дією сили тяжіння від чорної діри. Вона не тільки спотворює форму зорі, але також впливає на її орбіту. Спостерігаючи ці тонкі орбітальні ефекти, група астрономів змогла зробити висновок про наявність чорної діри. Це перша чорна діра зоряної маси, виявлена таким методом, за межами нашої галактики. Для дослідження науковці використовували приймач Multi Unit Spectroscopic Explorer (MUSE), встановлений на Дуже великому телескопі ESO в Чилі. Фото з сайту www.eso.org.
Цей динамічний метод, використаний Сарачіно та її групою, може дозволити астрономам знайти ще багато чорних дір і допомогти розкрити їхні таємниці. «Кожне виявлення, яке ми зробимо, матиме важливе значення для розуміння зоряних скупчень і чорних дір у них», — підкреслив співавтор дослідження Марк Ґіліс (Mark Gieles) з Барсилонського університету в Іспанії.
На цій світлині показано NGC1850 — скупчення тисяч зір на відстані приблизно 160 000 світлових років від Землі у Великій Магеллановій Хмарі, сусідній з Молочним Шляхом галактиці. Астрономи вважається, що червонуваті смуги, які оточують скупчення, утворені з величезних хмар водню, і є залишками вибухів наднових. Зображення створено завдяки накладанню знімків, отриманих у видимому світлі за допомогою Дуже великого телескопа (ДВТ) ESO і Космічного телескопа імені Габбла (КТГ). ДВТ отримав зображення широкого поля із смугами, натомість КТГ — центральну ділянку скупчення. Фото з сайту www.eso.org.
Виявлення чорної діри в NGC 1850 — перший випадок, коли об’єкт такого типу було знайдено в молодому скупченні зір (йому лише близько 100 мільйонів років — мить в астрономічних масштабах часу). Використання динамічного методу, розробленого цією науковою групою, може дати змогу виявити ще більше молодих чорних дір в схожих зоряних скупченнях і пролити нове світло на те, як вони еволюціонують. Порівнюючи ці об’єкти з масивнішими й старшими чорними дірами в старих зоряних скупченнях, астрономи зможуть зрозуміти, як ці об’єкти ростуть, поглинаючи зорі чи зливаючись з іншими чорними дірами. Крім того, накопичення статистичних даних щодо чорних дір у зоряних скупченнях дає змогу астрономам покращити розуміння походження джерел гравітаційних хвиль.
Для виконання пошуку чорних дір, науковці використал дані, зібрані протягом двох років за допомогою Multi Unit Spectroscopic Explorer (MUSE), встановленого на VLT ESO в чилійській пустелі Атакама. «MUSE дав нам змогу спостерігати дуже густонаселені зоряні ділянки, як-от центральні райони зоряних скупчень, та аналізувати світло кожної окремої зорі. Як результат — це інформація про тисячі зір за однуекспозицію, тобто щонайменше в 10 разів більше, ніж з будь-яким іншим інструментом», — зауважив співавтор дослідження Себастьян Каманн (Sebastian Kamann), досвідчений експерт по роботі з MUSE із Ліверпульського інституту астрофізики. Ці данідали змогу науковій групіпомітити дивну зорю, особливий рух якої сигналізував про наявність чорної діри. Дані, отримані в експерименті оптичного гравітаційного лінзування, виконаного у Варшавському університеті, та від Космічного телескопа імені Габбл, дозволили науковцям виміряти масу чорної діри та підтвердити свої висновки.
Надзвичайно великий телескоп (Extremely Large Telescope, ELT) ESO в Чилі, який стане до ладу наприкінці цього десятиліття, дасть змогу астрономам знайти ще більше прихованих чорних дір. «ELT безумовно зробить революцію в цій галузі», — сказала Сарачіно. «Він дозволить нам спостерігати значно слабші зорі в густонаселених ділянках зоряних скупчень, а також шукати чорні діри в кулястих скупченнях, що лежать на значно більших відстанях».
За інф. з сайту www.eso.org підготував Іван Крячко
