Астрономы с помощью космического рентгеновского телескопа «Чандра» обнаружили в окрестностях центра нашей Галактики 12 маломассивных рентгеновских двойных систем, одним из компонентов которых с высокой вероятностью могут быть черные дыры звездной массы, говорится в статье, опубликованной в журнале Nature.
Существование так называемого «пика плотности» (density cusp) — существенного увеличения числа черных дыр звездной массы — в окрестностях сверхмассивных черных дыр, расположенных в центральных областях галактик и шаровых звездных скоплений, является одним из фундаментальных предсказаний звездной динамики. Это связано с большим количеством массивных звезд в центрах таких систем, которые в конце своего жизненного пути могут превращаться в черные дыры, а также с явлением динамического трения, когда объекты, такие как звезды или черные дыры, переходят на все более близкие орбиты к центральному телу.
Предполагается, что около 20 тысяч черных дыр могут находится в пределах одного парсека вокруг сверхмассивной черной дыры, которая связана с компактным радиоисточником Стрелец А* в центре Млечного Пути. Однако до сих пор такой пик плотности обнаружен не был.
Поскольку сами черные дыры не излучают в электромагнитном диапазоне, их можно обнаружить лишь по косвенным признакам, например в двойных рентгеновских системах, где компаньоном черной дыры является звезда. В этом случае вещество со звезды может перетекать на черную дыру с образованием аккреционного диска, вещество которого разогревается до миллионов градусов и начинает излучать в рентгеновском диапазоне.
Чарльз Хейли (Charles Hailey) из Колумбийского университета и его коллеги из научных центров Чили и США проанализировали данные, собранные за 12 лет работы рентгеновским космическим телескопом «Чандра», пытаясь обнаружить двойные системы, содержащие черные дыры и расположенные на расстояниях от 0,2 до 4 парсек от центра Галактики. В такой «кольцеобразной» области было найдено 415 рентгеновских точечных источников. Ученые последовательно исключали из этого списка источники, которые находились в нитевидных структурах или молекулярных облаках, те, где ранее происходили мощные вспышки рентгеновского излучения, источники, связанные с двойными системами, содержащими нейтронные звезды, или промежуточными полярами.
В итоге было найдено 12 рентгеновских источников, находящихся на расстоянии до трех световых лет от сверхмассивный черной дыры, которые интерпретируются как «тихие» маломассивные рентгеновские двойные системы, содержащие черные дыры звездной массы, хотя половина источников являются переменными и не исключено, что они содержат не черные дыры, а миллисекундные пульсары.
Тем не менее, эти данные согласуются с теоретическими предсказаниями о концентрации черных дыр в этой области Галактики. Анализ свойств и пространственного распределения найденных двойных систем позволяет предположить, что в зоне, окружающей Стрелец А*, может быть около 300-500 черных дыр в маломассивных двойных системах и около 10 тысяч одиночных черных дыр.
Ранее мы рассказывали о том, как
окрестности сверхмассивной черной дыры в центре Млечного Пути, каким образом этот загадочный объект
родиться новым звездам, а также о том, как ученые
звезду для экспериментов со Стрельцом А*.
Александр Войтюк