Астрономы обнаружили черную дыру в NGC 1850

Учитывая, что черные дыры нельзя наблюдать напрямую, доказать их существование непросто. Наиболее убедительные доказательства существования черных дыр поступают из двойных систем, в которых можно показать, что видимая звезда вращается вокруг массивного, но невидимого спутника. Поэтому астрономы используют такие системы, чтобы напрямую обнаружить присутствие черной дыры, изучая движение видимого объекта, вращающегося вокруг нее.

На сегодняшний день в звездных скоплениях сделано лишь несколько прямых динамических обнаружений невзаимодействующих черных дыр из-за ограничений наблюдений. Более того, до сих пор не сообщалось о прямом динамическом обнаружении черной дыры в молодом массивном скоплении. Обнаружение таких объектов может иметь решающее значение для расширения наших знаний о начальной функции масс и ранней динамической эволюции черных дыр в средах с высокой плотностью.

Группа астрономов во главе с Сарой Сарачино из Ливерпульского университета Джона Мурса, Великобритания, сообщает о первом динамическом обнаружении черной дыры с компаньоном в шаровом скоплении. Объект, обозначенный NGC 1850 BH1, был обнаружен в NGC 1850 - это молодом (около 100 миллионов лет) и массивном (с массой около 100 000 солнечных масс) шаровом скоплении в Большом Магеллановом Облаке (БМО). Это открытие является частью систематического поиска черных дыр звездных масс в молодых массивных звездных скоплениях в БМО с использованием многоэлементных наблюдений MUSE (Multi Unit Spectroscopic Explorer), полученных на Очень Большом телескопе ESO (VLT), посредством мониторинга радиальных вариации скорости.

Согласно исследованию, недавно обнаруженная двойная система состоит из черной дыры с массой примерно 11,1 массы Солнца и звезды главной последовательности (MSTO), которая примерно в 4,9 раза массивнее Солнца. Это полуотдельная система с коротким периодом в 5,04 дня и наклоном орбиты на уровне 38 градусов.

Исследователи предполагают, что система испытает переполнение Роша-Лоба, как только звезда-компаньон выйдет из главной последовательности. Они предсказывают стабильный массоперенос и значительное рентгеновское излучение, что обычно приводит к расширению двойной системы.

«Массоперенос, скорее всего, закончится, когда большая часть водородной оболочки звезды-донора будет перенесена на компаньона или будет потеряна из системы, оставив ядро ??гелиевой звезды. Если это так, произойдет еще одна фаза массопереноса (и Рентгеновское излучение), когда звезда сжигает гелий в оболочке, в результате чего образуется система черная дыра + белый карлик», - пояснили астрономы.

Подводя итоги, авторы статьи отметили, что их открытие может стать отправной точкой в ??построении начальной функции масс черной дыры. Более того, их исследование поддерживает поиск полной, динамически обнаруживаемой популяции черных дыр.