Астрономы впервые нашли неактивную черную дыру звездной массы в шаровом скоплении
Астрономы по необычному поведению звезды в шаровом скоплении NGC 3201 обнаружили невидимую черную дыру с массой около четырех солнечных. Это первый случай регистрации неактивной черной дыры звездной массы в шаровом скоплении и первое прямое обнаружение черной дыры по ее гравитационному притяжению. Открытие, о котором рассказывается статье, принятой к публикации в Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (pdf), и в пресс-релизе ESO, поможет больше узнать об образовании шаровых скоплений и черных дыр.
Шаровые скопления содержат десятки и сотни тысяч звезд, и располагаются на периферии большинства галактик. Это одни из самых старых из известных во Вселенной звездных систем, возникшие еще в начальную эпоху образования и эволюции галактик. Шаровые скопления довольно распространены в Млечном Пути, сегодня известно более 150 таких объектов.
Авторы новой статьи под руководством Бенджамина Гизерса (Benjamin Giesers) из Гёттингенского университета изучили одно из таких скоплений, NGC 3201, расположенное в южном созвездии Паруса. Они исследовали его с помощью приемника MUSE, смонтированного на телескопе VLT в Чили. Исследовательская группа обнаружила, что одна из звезд в NGC 3201, приближающаяся к заключительному этапу эволюции, ведет себя очень странно — она двигалась то вперед, то назад относительно наблюдателя с радиальной скоростью в несколько сотен тысяч километров в час, и такое поведение повторялось c периодом в 167 дней.
Ученые объяснили наблюдаемое ими явление присутствием другого объекта рядом. «Она [звезда] движется по орбите вокруг чего-то совершенно невидимого, имеющего массу более четырех солнечных масс. И это „что-то“ может быть только черной дырой — первой черной дырой, открытой в шаровом скоплении по прямой регистрации ее гравитационного притяжения!», — комментирует Гизерс.
По оценкам ученых, масса звезды в скоплении NGC 3201 составляет около 0,8 солнечных. В этом случае, исходя из измеренных параметров, масса ее компаньона должна достигать около 4,36 солнечных, что хорошо согласуется с предположением о том, что это черная дыра.
Ранее считалось, что большинство черных дыр должно было за короткое время исчезнуть из шаровых скоплений. В условиях отсутствия постоянного звездообразования черные дыры звездных масс быстро становятся самыми массивными объектами. Согласно последним теориям, они образуют в скоплении плотное ядро, которое изолируется от остального вещества. Движения в центральной области скопления постепенно приводят к тому, что большинство черных дыр выбрасывается наружу, и спустя несколько миллиардов лет их остается совсем немного.
«Таких систем, как обнаруженная нами, вообще не должно быть! Теперь ясно, что это не так. Наше открытие — первая прямая регистрация гравитационного притяжения черной дыры звездной массы в шаровом скоплении. Это очень важно для понимания процессов формирования шаровых скоплений, эволюции черных дыр и двойных систем, и особенно источников гравитационных волн», — заключает Гизерс.
Недавно ученые
, что в шаровых скоплениях может скрываться большое количество темной материи или сверхмассивные черные дыры. По словам авторов, это не согласуется с привычными представлениями о том, что шаровые скопления практически лишены темной материи.
Кристина Уласович
Она оказалась в молекулярном облаке
Астрономы впервые достоверно обнаружили в молекулярном облаке Млечного Пути угольную кислоту. Это первая межзвездная молекула, содержащая три атома кислорода, и третья карбоновая кислота, обнаруженная на данный момент в космосе. Статья опубликована в The Astrophysical Journal. Карбоновые кислоты представляют собой разновидность сложных органических молекул, широко распространены в природе и считаются предшественниками многих важных для существования жизни пребиотических молекул, таких как аминокислоты и липиды. Однако к настоящему моменту в межзвездной среде были достоверно обнаружены лишь два таких соединения — муравьиная и уксусная кислоты. Группа астрономов во главе с Мигелем Санс-Ново (Miguel Sanz-Novo) из Испанского астробиологического центра сообщила, что впервые нашла в межзвездной среде угольную кислоту (HOCOOH). Эта молекула играет важную роль в различных биологических и геохимических процессах, ранее ее наличие предсказывалось для ледяных спутников планет-гигантов, а также Меркурия и Марса. Наблюдения велись за молекулярным облаком G+0.693—0.027, расположенным в направлении центра Млечного Пути, при помощи 40-метрового радиотелескопа Обсерватории Йебеса и 30-метрового радиотелескопа IRAM в период с марта 2021 по март 2022 года и с 1 по 18 февраля 2023 года. Исследователи обнаружили в облаке цис-транс конформер угольной кислоты со значением колонковой плотности 6,4×1012 молекул на квадратный сантиметр. Более стабильный цис-цис конформер угольной кислоты обнаружен не был, предполагается, что он может быть довольно многочисленным в межзвездном пространстве, хотя его практически невозможно обнаружить радиоастрономическими методами. Ученые считают, что угольная кислота способна образовываться в холодных плотных молекулярных облаках на поверхности ледяных пылинок, в ходе реакций между угарным газом и гидроксильным радикалом или в ходе облучения заряженными частицами смесей водяного и углекислотного льдов. Ранее мы рассказывали о том, как комету Виртанена уличили в перевыработке спирта при сближении с Солнцем.