В обломках звезд появились черные дыры среднего размера

Неуловимые черные дыры промежуточной массы могут расти внутри плотных звездных скоплений в результате безудержного процесса слияния со звездами.

В последнем примере рентгеновская обсерватория НАСА Чандра обнаружила черные дыры промежуточной массы, которые растут, разрывая и поглощая тысячи звезд в более чем двух дюжинах галактик. Полученные данные показывают, что массивные черные дыры могут образоваться в любой момент истории Вселенной.

Изучив 108 галактик, Чандра идентифицировал 29 из них, которые обладали сильными рентгеновскими сигнатурами, исходящими от ядерных звездных скоплений, которые представляют собой густонаселенные скопления в центре многих галактик меньшего и среднего размера.

Черные дыры генерируют рентгеновские лучи, когда они питаются таким материалом, как газ, вырванный из звезды. Газ образует спиралевидный аккреционный диск вокруг черной дыры, ожидая, пока его поглотят, а трение в диске заставляет газ нагреваться до миллионов градусов (по Фаренгейту или Цельсию), излучая рентгеновские лучи.

Исследование, проведенное астрономом Вивьен Бальдассаре из Университета штата Вашингтон, пришло к выводу, что ядерные звездные скопления могут быть местами рождения черных дыр промежуточной массы (ЧДМЧ) либо в результате множественных столкновений массивных звезд, либо в результате взрыва массивной звезды в результате взрыва сверхновой создать черную дыру звездной массы, которая затем действует как семя для черной дыры промежуточной массы (IMBH), которая формируется за счет неконтролируемого роста, когда она измельчает и поглощает соседние звезды.

IMBH имеют массу от 100 до 100 000 масс нашего Солнца, и на космических весах они попадают между черными дырами звездной массы и сверхмассивными черными дырами, которые находятся почти во всех крупных галактиках и содержат миллионы, если не миллиардов солнечных масс.

Однако до сих пор было обнаружено лишь несколько кандидатов в IMBH, обычно в центрах плотных шаровых звездных скоплений и карликовых галактик. Обнаружение большего количества этих черных дыр среднего размера поможет решить споры о том, как они могут формироваться.

«Многие из теорий их образования основаны на условиях, которые можно найти только в очень ранней Вселенной», — сказал Бальдассаре в своем заявлении. «Мы хотели проверить другую теорию, согласно которой они могут формироваться в течение всего космического времени в этих действительно плотных звездных скоплениях».

Результаты показывают, что могут, если скорости различных звезд в скоплении различаются более чем на определенную величину. Эти обстоятельства приводят к тому, что скопление подвергается гравитационному коллапсу, а звезды и черные дыры звездной массы опускаются к центру, вызывая слияния, которые производят ЧДМЧ за счет неконтролируемого роста.

Чандра обнаружил, что в ядерных звездных скоплениях, отвечающих этому критерию изменения скорости звезд, содержится в два раза больше растущих черных дыр промежуточной массы, чем в других скоплениях, что подтверждает теорию.

Наша галактика Млечный Путь содержит как сверхмассивную черную дыру, так и ядерное звездное скопление, но пока неясно, существует ли связь между ними. В более широком плане вопрос о том, связаны ли IMBH со сверхмассивными черными дырами, также остается без ответа.