Найдена самая маленькая черная дыра

Долгое время считалось, что черные дыры могут быть двух размеров. Существуют черные дыры звездной массы, в 5-30 раз больше массы Солнца. На другом конце шкалы находятся сверхмассивные черные дыры, скрывающиеся в центрах галактик, массой в несколько миллионов Солнц.

Но это не похоже на полную картину. Очевидный разрыв лежит в середине - прыжки с 30 до миллиона - это настоящий скачок. Считается, что его заполняют черные дыры средней массы от 100 до 10000 Солнц. Доказательства того, что эти средние веса существуют, начинают накапливаться.

В верхней части шкалы должен быть новый класс «ультрамассивных черных дыр», чтобы описать те, у которых массы более 10 миллиардов Солнц.

Но есть и недостаток на нижней границе. Когда звезды разрушаются под действием собственной гравитации, они либо образуют черные дыры, либо плотные, энергичные нейтронные звезды. Предел составляет около 2,1 масс Солнца - если звезда меньше, она коллапсирует в нейтронную звезду, но если больше, то становится черной дырой. Тогда возникает вопрос: где все черные дыры между 2,1 и 5 солнечными массами?

Исследователи намеревались выяснить, существуют ли черные дыры в этом диапазоне. Для этого они прочесали данные, собранные экспериментом по галактической эволюции Apache Point Observatory (APOGEE), который измеряет световые спектры звезд.

Команда искала изменения в свете тех звезд, которые могут указывать на свое вращение вокруг невидимого объекта. Из 100 000 звезд в каталоге исследователи сосредоточились на 200, которые были особенно интересны. Затем они собрали тысячи изображений каждой звезды из Вселенского Автоматического Обзора Сверхновых (All-Sky Automated Survey for Supernovae).

Из всего списка команда выделила одного потенциального кандидата. Гигантская красная звезда 2MASS J05215658 + 4359220 вращается вокруг чего-то. При дальнейшем рассмотрении команда вычислила вероятную черную дыру в 3,3 солнечных масс.

«То, что мы сделали, - это новый способ поиска черных дыр, но мы также потенциально идентифицировали одну из первых из нового класса черных дыр с малой массой, о которых астрономы ранее не знали», говорит Тодд Томпсон, ведущий автор исследования.

Исследование было опубликовано в журнале Science.