Преглеждайки две десетилетия и половина изображения от архивите на космическия телескоп Хъбъл, астрофизиците може да са открили доказателства за близка черна дупка, която може да е поне 8200 пъти по-масивна от Слънцето.

Ако допълнителни проучвания могат да потвърдят резултатите, обектът ще бъде втората по големина черна дупка, открита в нашата галактика. Може да бъде и най-силният претендент за междинна черна дупка – обект в енигматичната „ничия земя“ между „свръхмасивните“ черни дупки, за които се смята, че лежат в центъра на повечето галактики, и много по-малки, които тежат приблизително колкото една голяма звезда.

Бързо движещи се звезди

Астрофизикът Максимилиан Хаберле от Института за астрономия Макс Планк в Хайделберг, Германия, и неговите сътрудници изследваха повече от 500 изображения на ω Кентавър, плътен звезден куп с 10 милиона звезди на около 18 000 светлинни години (5,43 килопарсека) от Слънчевата система. Изображенията са направени предимно за калибриране на инструментите на телескопа Хъбъл през годините.

Екипът свърза изображенията заедно, за да реконструира движението на повече от 150 000 звезди в клъстера. Повечето звезди се движеха, както предсказват теоретичните модели, казва Хаберле. „Но тогава имаше някои, които се движеха по-бързо.“ Седем звезди, всички близо до центъра на ω Кентавър, се движеха твърде бързо, за да бъдат задържани само от гравитацията на клъстера.

Това предполага, че звездите са били ускорени от гравитационното привличане на масивен обект, като черна дупка. От скоростта на звездите би трябвало да тежи поне 8200 слънчеви маси, но може да тежи колкото 50 000 слънца. „Не знаехме предварително дали ще го намерим или не“, казва Хаберле. „Беше малко рисковано и нямаше да успеем да намерим нищо.“

Ein neues farbiges ESA/Hubble-Bild von Omega Centauri mit der wahrscheinlichen Position des mittelschweren Schwarzen Lochs.

„Това е труден експеримент“ и доказателствата за съществуването на черна дупка „все още са много далеч от убедителни“, казва Гери Гилмор, астрофизик от университета в Кеймбридж, Обединеното кралство. По-специално, данните все още не показват признаци на траектории, обикалящи една около друга, както се очаква от масивен обект, какъвто би бил случаят със звезди, обикалящи около масивен обект. В случая на Стрелец A*, черната дупка с 4,3 милиона слънчева маса в центъра на Млечния път, Години на наблюдение намери неопровержимо доказателство за такива криви пътеки - едно за двамата водещи изследователи през 2020 г. Нобелова награда получени. Космическият телескоп Gaia също откри някои спящи, звездообразни черни дупки от движението на една звезда-спътник 2.

Повечето черни дупки са открити през последните пет десетилетия с помощта на радиация като рентгенови лъчи или радиовълни 3произведени от прегрят газ спираловидно в дупката. Първият намек за съществуването на Стрелец A* всъщност беше студен радиоизточник - макар и не много ярък. Но не са открити такива емисии в ω Кентавър.

Енигматични средни тежести

Масата на кандидат-обекта в ω Кентавър ясно би го поставила в обхвата на междинните черни дупки, обикновено между 100 и 100 000 слънчеви маси. Засега единственото солидно доказателство за черни дупки в тази област идва от откриването на гравитационни вълни, произведени от две сливащи се черни дупки. Едно такова събитие, наблюдавано през 2019 г, се казва, че е създал обект от около 150 слънчеви маси.

Търсенето на черни дупки със среден размер има дълга история на твърдения, които по-късно са развенчани. Астрофизиците отдавна подозират, че някои източници на „ултрасветлинни“ рентгенови лъчи може да са черни дупки с такъв размер. Но сега е доказано, че повечето от тези кандидати са неутронни звезди, които блестят необичайно ярко, като абсорбират прегрят материал от друга звезда. „Те най-вероятно са свързани с „нормални“ млади бинарни системи“, казва Джузепина Фабиано, астрофизик в Центъра за астрофизика Харвард-Смитсониън в Кеймбридж, Масачузетс.

Остават големи въпроси - включително как някои черни дупки стават свръхмасивни и дали са резултат от множество сливания, започвайки от звездни черни дупки и продължавайки през междинни маси като тази на кандидата в ω Кентавър.

Сега екипът планира последващи проучвания с космическия телескоп James Webb, казва Häberle. Докато данните от Хъбъл ще покажат само как звездите се движат през зрителното поле, спектрите на звездите ще покажат как се движат по зрителната линия, позволявайки на астрономите да възстановят техните скорости в пълно 3D.