Сразу несколько черных дыр нашли в ближайшем к Земле звездном скоплении

Работа, опубликованная в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, намекает на существование нескольких черных дыр в скоплении Гиады — ближайшем к нашей Солнечной системе звездном скоплении, — что делает их самыми близкими к Земле из когда-либо обнаруженных.

Исследование стало результатом совместной работы группы ученых под руководством Стефано Торниаменти из Университета Падуи (Италия) при значительном участии Марка Гилеса, профессора ICREA на физическом факультете, Института наук о космосе Университета Барселоны (ICCUB) и Института космических исследований Каталонии (IEEC), и Фридриха Андерса (ICCUB-IEEC).

В частности, находка была сделана во время пребывания специалиста Стефано Торниаменти в ICCUB, одном из исследовательских подразделений, входящих в состав IEEC.

Черные дыры в звездном скоплении Гиады

С момента своего открытия черные дыры являются одним из самых загадочных и увлекательных явлений во Вселенной и стали объектом изучения исследователей во всем мире. Особенно это касается малых черных дыр, поскольку они были замечены в ходе обнаружения гравитационных волн. С момента обнаружения первых гравитационных волн в 2015 году специалисты наблюдали множество событий, соответствующих слияниям пар черных дыр малой массы.

В опубликованном исследовании группа астрофизиков использовала моделирование, отслеживающее движение и эволюцию всех звезд в Гиадах, расположенных на расстоянии около 45 парсек или 150 световых лет от Солнца, для воспроизведения их текущего состояния.

Открытые скопления представляют собой слабо связанные группы из сотен звезд, обладающих определенными свойствами, такими как возраст и химические характеристики. Результаты моделирования сравнивались с реальными положениями и скоростями звезд в Гиадах, которые теперь точно известны по наблюдениям спутника Gaia Европейского космического агентства (ESA).

Наше моделирование может одновременно соответствовать массе и размеру Гиад только в том случае, если в центре скопления сегодня (или до недавнего времени) присутствуют черные дыры, — говорит Стефано Торниаменти, постдокторант Падуанского университета и первый автор статьи.

Наблюдаемые свойства Гиады лучше всего воспроизводятся моделированием с двумя или тремя черными дырами в настоящее время, хотя моделирование, в котором все черные дыры были выброшены (менее 150 млн. лет назад, примерно последняя четверть возраста скопления), все же может дать хорошее соответствие, поскольку эволюция скопления не могла стереть следы его предыдущей популяции черных дыр.

Новые результаты показывают, что рожденные на Гиадах черные дыры все еще находятся внутри скопления или очень близко к нему. Это делает их ближайшими черными дырами к Солнцу, гораздо ближе, чем предыдущий кандидат (а именно черная дыра Gaia BH1, находящаяся на расстоянии 480 парсек от Солнца).

В последние годы благодаря открытию космического телескопа Gaia впервые стало возможным детально изучить положение и скорость звезд открытого скопления и с уверенностью идентифицировать отдельные звезды.

Это наблюдение помогает нам понять, как присутствие черных дыр влияет на эволюцию звездных скоплений и как звездные скопления, в свою очередь, вносят вклад в источники гравитационных волн, — заключает Марк Гилес, сотрудник кафедры квантовой физики и астрофизики UB и принимающая сторона первого автора в Барселоне.

Результаты также дают нам представление о том, как эти загадочные объекты распределены по Галактике.

Иллюстрация Jose Mtanous.

10.09.2023