eso2116ru — Научный релиз

В звёздном скоплении вне нашей Галактики найдена чёрная дыра

11 ноября 2021 г.

При помощи Очень Большого телескопа Европейской Южной обсерватории (VLT ESO) астрономы обнаружили малую чёрную дыру за пределами Млечного Пути. Объект был выявлен по его влиянию на движение соседней звезды. Этот метод регистрации впервые применён для выявления чёрной дыры вне нашей Галактики. Работа открывает возможности обнаружения чёрных дыр, скрывающихся в Млечном Пути и близких к нему галактиках. Теперь мы сможем лучше понять, как образуются и эволюционируют эти таинственные объекты.

Обнаруженная чёрная дыра притаилась в насчитывающем тысячи звёзд скоплении NGC 1850, которое расположено примерно в 160 000 световых лет от нас в Большом Магеллановом Облаке, галактике-спутнике Млечного Пути.

Как Шерлок Холмс выслеживал банду преступников по допущенным ими оплошностям, так и мы с лупой в руках отслеживаем движения каждой звезды этого скопления, пытаясь заметить в них признаки присутствия недоступных прямому наблюдению чёрных дыр”,– говорит Сара Сарачино (Sara Saracino) из Института астрофизических исследований при университете Джона Мурса в Ливерпуле, в Великобритании, руководитель работы, результаты которой приняты к публикации в журнале Королевского Астрономического общества (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society). “Приводимые нами результаты изобличают лишь одного из разыскиваемых преступников, но когда вы находите одного, вам легче изловить ещё многих, скрывающихся в других скоплениях.

Первый выслеженный группой “преступник” оказался примерно в 11 раз массивнее Солнца. Он выдал себя своим гравитационным воздействием на обращающуюся вокруг него звезду массой в пять солнечных.

Астрономы раньше уже выявляли малые чёрные дыры звёздных масс в других галактиках, регистрируя рентгеновское излучение, которое испускается при поглощении ими вещества, или гравитационные волны, которые возникают при слиянии чёрной дыры с другой такой же дырой или с нейтронной звездой.

Однако, чаще всего чёрные дыры звёздных масс не выдают своего присутствия ни рентгеновским излучением, ни гравитационными волнами. “Огромное большинство таких объектов можно выявить только динамически”,– говорит член исследовательской группы Стефан Драйцлер (Stefan Dreizler), сотрудник Гёттингенского университета в Германии. “Когда они образуют двойные системы с обычными звездами, они влияют на их движение – слабо, но вполне заметно. Мы можем зарегистрировать это влияние при помощи чувствительных инструментов.

Динамический метод, применённый Сарачино и её группой, мог бы позволить астрономам найти гораздо больше чёрных дыр и раскрыть их секреты. “Каждая выполненная нами регистрация такого объекта будет важна для понимания природы звёздных скоплений и присутствия в них чёрных дыр”,– говорит соавтор работы Марк Гилис (Mark Gieles) из университета Барселоны в Испании.

Регистрация чёрной дыры в NGC 1850 – первый случай обнаружения такого объекта в молодом звёздном скоплении. Возраст скопления составляет всего около 100 миллионов лет – один миг в астрономических масштабах времени. Применение разработанного группой динамического метода может выявить в похожих скоплениях другие молодые чёрные дыры и пролить свет на их эволюцию. Сравнивая эти объекты с более зрелыми и массивными чёрными дырами в более старых скоплениях, астрономы, возможно, смогут понять, как происходит рост этих объектов за счёт поглощения ими звёзд или слияния с другими чёрными дырами. Накапливая статистику чёрных дыр в звёздных скоплениях, мы углубим наше понимание природы источников гравитационных волн.

В своей работе группа пользовалась накопленными за два с лишним года наблюдательными данными, полученными со спектрографом MUSE (Multi Unit Spectroscopic Explorer) на телескопе VLT ESO в чилийской пустыне Атакама. “Спектрограф MUSE позволил вести наблюдения крайне густонаселенных звёздных полей во внутренних частях звёздных скоплений. С ним можно анализировать свет каждой индивидуальной звезды. За одну экспозицию можно получать информацию о тысячах звезд – по крайней мере в десять раз больше данных, чем с любым другим инструментом”,– говорит соавтор работы Себастьян Каманн (Sebastian Kamann), сотрудник Института астрофизических исследований в Ливерпуле, давно считающийся экспертом по работе с приёмником MUSE. Эти данные позволили исследователям выделить звезду с необычными движениями, свидетельствующими о присутствии поблизости от неё чёрной дыры. Другие данные, полученные в Варшавском университете в рамках эксперимента по оптическому гравитационному линзированию и на Космическом телескопе Хаббла NASA/ESA, подтвердили результат группы и позволили измерить массу обнаруженной ею чёрной дыры.

Чрезвычайно Большой телескоп ESO в Чили, введение которого в строй планируется к концу этого десятилетия, поможет астрономам найти ещё больше скрытых чёрных дыр. “ELT, без сомнения, произведёт революцию в этой области”,– говорит Сарачино. “Он позволит нам наблюдать в тех же полях гораздо более слабые звёзды, а также искать чёрные дыры в шаровых скоплениях, находящихся на гораздо больших расстояниях.”

Узнать больше

Результаты исследования представлены в статье, которая публикуется в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Состав исследовательской группы: S. Saracino (Astrophysics Research Institute, Liverpool John Moores University, UK [LJMU]), S. Kamann (LJMU), M. G. Guarcello (Osservatorio Astronomico di Palermo, Palermo, Italy), C. Usher (Department of Astronomy, Oskar Klein Centre, Stockholm University, Stockholm, Sweden), N. Bastian (Donostia International Physics Center, Donostia-San Sebastián, Spain, Basque Foundation for Science, Bilbao, Spain & LJMU), I. Cabrera-Ziri (Astronomisches Rechen-Institut, Zentrum für Astronomie der Universität Heidelberg, Heidelberg, Germany), M. Gieles (ICREA, Barcelona, Spain and Institut de Ciències del Cosmos, Universitat de Barcelona, Barcelona, Spain), S. Dreizler (Institute for Astrophysics, Georg-August-University Göttingen, Göttingen, Germany [GAUG]), G. S. Da Costa (Research School of Astronomy and Astrophysics, Australian National University, Canberra, Australia), T.-O. Husser (GAUG) и V. Hénault-Brunet (Department of Astronomy and Physics, Saint Mary’s University, Halifax, Canada).

Европейская Южная Обсерватория (ESO, European Southern Observatory) -- ведущая межгосударственная астрономическая организация Европы, намного обгоняющая по продуктивности другие наземные астрономические обсерватории мира. В ее работе участвуют 16 стран: Австрия, Бельгия, Великобритания, Германия, Дания, Ирландия, Испания, Италия, Нидерланды, Польша, Португалия, Финляндия, Франция, Чешская Республика, Швейцария и Швеция, а также Чили, предоставившая свою территорию для размещения обсерваторий ESO, и Австралия, являющаяся ее стратегическим партнером. ESO проводит в жизнь масштабную программу проектирования, строительства и эксплуатации мощных наземных наблюдательных инструментов, позволяющих астрономам выполнять важнейшие научные исследования. ESO также играет ведущую роль в организации и поддержке международного сотрудничества в области астрономии. ESO располагает тремя уникальными наблюдательными пунктами мирового класса, находящимися в Чили: Ла Силья, Параналь и Чахнантор. В обсерватории Параналь установлен Очень Большой Телескоп ESO (The Very Large Telescope, VLT), способный работать в формате Очень Большого Телескопа-Интерферометра VLTI, и два крупнейших широкоугольных телескопа: VISTA, выполняющий обзоры неба в инфракрасных лучах, и обзорный телескоп оптического диапазона VLT (VLT Survey Telescope). Кроме того, на Паранале ESO на правах партнера предоставила место для установки Южной Решетки черенковских телескопов (Cherenkov Telescope Array South), крупнейшей в мире и рекордной по чувствительности гамма-обсерватории. ESO также является одним из основных партнеров по эксплуатации двух инструментов субмиллиметрового диапазона на плато Чахнантор: телескопа APEX и крупнейшего астрономического проекта современности ALMA. На Серро Армазонес, недалеко от Параналя, ESO ведет строительство 39-метрового Чрезвычайно Большого Телескопа ELT, который станет «величайшим оком человечества, устремленным в небо».

Ссылки

Контакты

Kirill Maslennikov
Pulkovo Observatory
St.-Petersburg, Russia
Телефон: +7-9112122130
Сотовый: +7-9112122130
Email: kirill.maslennikov1@gmail.com

Sara Saracino
Astrophysics Research Institute, Liverpool John Moores University
Liverpool, United Kingdom
Email: S.Saracino@ljmu.ac.uk

Sebastian Kamann
Astrophysics Research Institute, Liverpool John Moores University
Liverpool, United Kingdom
Email: S.Kamann@ljmu.ac.uk

Stefan Dreizler
Institute for Astrophysics, University of Göttingen
Göttingen, Germany
Email: dreizler@astro.physik.uni-goettingen.de

Mark Gieles
ICREA, Barcelona, Spain and Institut de Ciències del Cosmos, Universitat de Barcelona
Barcelona, Spain
Email: mgieles@icc.ub.edu

Bárbara Ferreira
ESO Media Manager
Garching bei München, Germany
Телефон: +49 89 3200 6670
Сотовый: +49 151 241 664 00
Email: press@eso.org

Connect with ESO on social media

Перевод пресс-релиза ESO eso2116.

О релизе

Релиз №:eso2116ru
Название:NGC 1850
Тип:Local Universe : Star : Evolutionary Stage : Black Hole
Facility:Very Large Telescope
Instruments:MUSE

Изображения

Чёрная дыра в скоплении NGC 1850 и её звезда-компаньон: взгляд художника
Чёрная дыра в скоплении NGC 1850 и её звезда-компаньон: взгляд художника
Изображение NGC1850, полученное на Очень Большом телескопе и Космическом телескопе Хаббла
Изображение NGC1850, полученное на Очень Большом телескопе и Космическом телескопе Хаббла
Положение скопления NGC 1850 в созвездии Золотой Рыбы
Положение скопления NGC 1850 в созвездии Золотой Рыбы
Фото Большого Магелланова Облака, полученное с VISTA
Фото Большого Магелланова Облака, полученное с VISTA

Видео

В соседней галактике открыта чёрная дыра (ESOcast 245 Light)
В соседней галактике открыта чёрная дыра (ESOcast 245 Light)
Путешествие к NGC 1850
Путешествие к NGC 1850
Как спектрограф MUSE помог найти чёрную дыру
Как спектрограф MUSE помог найти чёрную дыру
Художественная анимация влияния чёрной дыры в NGC 1850 на звезду-компаньона
Художественная анимация влияния чёрной дыры в NGC 1850 на звезду-компаньона