У Всесвіті повно чорних дірок зоряної маси та надмасивних, але чорні діри проміжної маси залишаються невловимими для спостережень, що не дозволяє пояснити еволюцію цих об’єктів. Для підтвердження тієї чи іншої теорії просто немає наглядових фактів. У новому дослідженні група астрономів з Університету штату Вашингтон змогла визначити найімовірніші місця розташування чорних дірок середньої маси. Залишилось їх там знайти.
Пошук чорних дірок ускладнюється тим, що ці об’єкти не видно в телескопи. Виявити чорну дірку можна тільки за непрямими ознаками, наприклад, вивчаючи траєкторії руху зірок у подвійних системах та масивів зірок у центрах галактик – зірки та масиви будуть рухатися з урахуванням наявності невидимого центру тяжіння. Цим невидимим центром гравітації, найімовірніше, буде чорна діра.
Такі центри виявлено для чорних дірок масою від однієї до десяти мас Сонця, а також від мільйона до сотень мільйонів мас Сонця. Невидимі центри гравітації з масою від 100 до 100 тис. мас Сонця не виявлено в тому числі, щоб простежити зростання чорних дірок від об’єктів зоряної маси до надмасивних чорних дірок. Власне, нещодавно підтверджено виявлення однієї чи трохи більше чорних дірок середньої маси, але це не точно.
Відповідно до однієї з теорій, що пояснює відсутність чорних дірок середньої маси, чорні діри не еволюціонують від малих до надмасивних на всьому періоді розвитку Всесвіту. Малі чорні діри утворюються густо і часто в процесі типової еволюції зірок на пізніх стадіях, але надмасивні чорні діри могли зародитися тільки в ранньому Всесвіті, коли щільність речовини і швидкості були набагато вищими, що пояснює їхнє розташування в центрі галактичних ядер. Для чорних дірок середніх мас місця у нашому Всесвіті просто не знайшлося.
Однак астрономи з Університету штату Вашингтон зробили спробу виявити чорні дірки середньої маси в ядрах щільних зоряних скупчень — так званих ядерних зоряних скупченнях. Для вирішення цієї проблеми дослідницька група використала рентгенівську обсерваторію «Чандра» — найпотужніший у світі рентгенівський телескоп — для пошуку рентгенівських ознак чорних дірок у ядерних зоряних скупченнях у 108 різних галактиках.
Ядерні зоряні скупчення знаходяться в центрі більшості малих галактик або галактик відносно невеликої маси і є найщільнішими із відомих зоряних середовищ. Попередні дослідження виявили наявність чорних дірок у ядерних зоряних скупченнях, але мало що відомо про конкретні властивості, які роблять ці регіони сприятливими для утворення чорних дірок.
У процесі роботи з’ясувалося, що для зоряних скупчень з щільністю зоряної маси вище за певний поріг (за масою і щільністю) рентгенівське випромінювання вдвічі частіше вказує на наявність чорної діри, ніж у разі скупчень, з масою і щільністю нижче цього порога. Інакше кажучи, з’явилося спостереження, що доводить можливість існування зон утворення чорних дірок проміжної маси у всьому проміжку існування нашого Всесвіту, а не лише на етапі його молодості.
«Одна з переважаючих теорій свідчить, що потужні темні діри могли утворитися тільки в ранньому Всесвіті, коли все було більш щільним, – сказав один з авторів роботи. — Наше дослідження більше відповідає картині, в якій масивні чорні дірки не обов’язково повинні утворюватися в ранньому Всесвіті, а швидше можуть продовжувати формуватися протягом усього космічного часу в цих конкретних умовах».
Джерело: sciencedaily.com
