Астрономы обнаружили большую группу черных дыр в NGC 6397

Астрономы с помощью космического телескопа «Хаббл» обнаружили свидетельства существования десятков черных дыр звездной массы, скрывающихся в коллапсирующем ядре шарового скопления NGC 6397, одного из ближайших к Земле шаровых скоплений.

NGC 6397 находится на расстоянии 7800 световых лет в южном созвездии Жертвенника (Ara constellation). Из-за своего очень плотного ядра оно известено как ядро-коллапсированное скопление.

Также известное как GCl 74, скопление имеет возраст 13,4 миллиарда лет и образовалось вскоре после Большого взрыва.

Когда астрономы Парижского Института астрофизики доктор Эдуардо Витрал и доктор Гэри Мамон начали изучать NGC 6397, они ожидали обнаружить отпечатки черных дыр средней массы в ядре скопления.

Чтобы найти эти чрезвычайно редкие объекты, они проанализировали положение и скорости звезд скопления.

Они использовали предыдущие оценки собственных движений звезд по изображениям скопления Хаббла и собственным движениям, предоставленным космической обсерваторией ESA Gaia.

Знание расстояния до NGC 6397 позволило астрономам перевести собственные движения этих звезд в скорости.

“Наш анализ показал, что орбиты звезд близки к случайным во всем шаровом скоплении, а не систематически круговые или очень вытянутые”, — сказал Гэри Мамон.

“Мы нашли очень убедительные доказательства невидимой массы в плотных центральных областях скопления, но мы были удивлены, обнаружив, что эта дополнительная масса не похожа на точку, а расширена до нескольких процентов размера скопления”.

Этот невидимый компонент мог состоять только из остатков (белых карликов, нейтронных звезд и черных дыр) массивных звезд, внутренние области которых разрушились под действием собственной гравитации, как только их ядерное топливо истощилось.

Звезды постепенно опускались к центру скопления после гравитационных взаимодействий с соседними менее массивными звездами, что приводило к небольшой концентрации невидимой массы.

Используя теорию звездной эволюции, исследователи пришли к выводу, что основная часть невидимой концентрации состоит из черных дыр звездной массы, а не из белых карликов или нейтронных звезд, которые слишком слабы для наблюдения.

“Наше исследование является первым открытием, которое дает представление как о массе, так и о масштабах того, что, по-видимому, представляет собой набор в основном черных дыр в коллапсирующем ядре шарового скопления”, — говорят астрономы.

“Наш анализ был бы невозможен без наличия данных Хаббла, ограничивающих внутренние области скопления, и данных Gaia, ограничивающих орбитальные траектории внешних звезд, которые, в свою очередь, косвенно ограничивают скорости передних и задних звезд во внутренних областях”.

Результаты исследования были опубликованы в журнале Astronomy & Astrophysics.