АНКа Дня: Выпуск N90

---

22.01.2008. Черная дыра в Омега Центавра

(из статьи Нойола и др. [Noyola E. et al.] arXiv:0801.2782).

По наблюдениям на Космическом телескопе и телескопе Джемини получены серьезные указания на то, что в звездном скоплении Омега Центавра находится черная дыра с массой около 30 000 - 50 000 масс Солнца.

Омега Центавра - гигантское звездное скопление с массой около 5 миллионов солнечных. По форме оно похоже на шаровое, однако скорее всего его природа иная. Полагают, что это небольшая галактика, захваченная нашей и "ободранная". На это указывают многие свойства Омега Центавра, например, разнообразный звездный состав. Если это скопление когда-то было самостоятельной галактикой, то вполне можно заподозрить, что в его центре сидит массивная черная дыра.

Авторы статьи провели детальное исследование распределения звездной плотности в скоплении, а также скоростей звезд. Дело в том, что наличие большой центральной массы приводит к "пичку" - каспу - в распределении звезд, а кроме того, массивный объект будет заставлять звезды вращаться быстрее - т.е. возрастет дисперсия скоростей в самой центральной области скопления.

На верхнем рисунке показано два распределения плотности в скоплении. Нижняя кривая соответствует распределению звезд - светящегося вещества. Верхняя отражает вклад темной составляющей массы. Эта кривая получена по результатам изучения распределения скоростей звезд в центральной части скопления. Существенная разница между двумя кривыми говорит о том, что в центре скопления есть невидимая масса.

Итак, из рисунка видно, что что-то темное сидит в центральной части скопления. Что это может быть? Конечно, это может быть одна массивная черная дыра. Но, может быть, есть какие-то альтернативы? Например, это может быть скопление 10 000 звездных остатков (нейтронных звезд или черных дыр. Анализ такой возможности показывает, что подобная структура не могла образоваться в Омега Центавра. Значит, мы имеем дело с одной черной дырой.

Напомню, что наблюдается два типа черных дыр: звездных масс и сверхмассивные. Первые образуются после коллапса массивных звезд. Вторые наблюдаются в центрах множества галактик. Кроме того, астрофизики говорят и о черных дырах промежуточных масс. Во-первых, об этом идет речь при обсуждении т.н. ультрамощных рентгеновских источников. Во-вторых, черные дыры промежуточных масс заподозрены у двух шаровых скоплений. В случае Омега Центавра мы, скорее всего, имеем дело с родственницей сверхмассивных черных дыр. Т.е., механизм образования черной дыры был таким же, как и у "родственников" в центрах галактик.

На рисунке показана известная зависимость между массами черных дыр и дисперсией скоростей звезд. Кроме галактик нанесены точки для двух шаровых скоплений и для Омега Центавра. Видно, что точки лежат примерно на одной прямой. Т.е., "семейный портрет" черных дыр подтверждает их "родство".

Безусловно, данные, полученные Нойола и др. будут проверяться и уточняться. Дело в том, что анализ скоростей звезд в столь плотном скоплении дело непростое. Тем не менее, результаты качественно выглядят очень надежными. Было бы интересно увидеть какую-то активность черной дыры, например в рентгеновском или инфракрасном диапазонах...