Паливом для росту цих об’єктів є десятки тисяч поглинених зірок.
При вивченні чорних дір астрономи переважно приділяють увагу двом класам об’єктів. Перші – чорні діри зоряної маси – важать від 5 до 30 разів більше за Сонце; другі – надмасивні чорні діри – у мільйони або навіть мільярди разів важчі за наше світило. Однак зараз вчені знаходять все більше підтверджень тому, що між ними існує ще один клас – так звані «чорні діри проміжної маси».
Нова наукова робота, що базується на спостереженнях космічної обсерваторії «Чандра», проливає світло на те, де і як формується цей клас об’єктів. Автори вважають, що розгадка лежить у щільних зоряних скупченнях у центрах галактик.
Тісне розташування зірок у подібних надзвичайно щільних скупченнях створює сприятливі умови для формування чорних дір проміжної маси. І, судячи з усього, що більша щільність скупчення, то більша ймовірність, що воно містить чорну діру, що росте.
Вів’єн Балдасаре, головна авторка роботи
Щільність зоряного скупчення можна оцінити, вимірявши його дисперсію швидкостей – міру того, наскільки відрізняються швидкості об’єктів, що входять у нього. Команда припускає, що існує певний поріг цієї величини, при перевищенні якого чорна діра в центрі скупчення починає стрімко зростати, поглинаючи світила навколо. Це підтверджується даними спостережень: ймовірність знайти чорну діру, що росте, в скупченні з щільністю вище порога приблизно вдвічі більший, аніж у менш щільних.
Це один із найразючіших прикладів ненаситної природи чорних дір, який ми бачили: під час зростання вони поглинають тисячі або навіть десятки тисяч зірок. Темп зростання знижується лише тоді, коли вичерпується запас світил.
Ніколас Стоун, автор роботи
Більш ранні гіпотези про походження чорних дір проміжної маси включають формування в результаті колапсу великої зірки або гігантської хмари пилу і газу – проте необхідні для цього умови, на думку вчених, існували лише в перші сотні мільйонів років після Великого вибуху. Процес, запропонований в останньому дослідженні, не має таких обмежень; згідно з ним, нові об’єкти подібного класу можуть виникати й донині.
Результати цієї роботи можуть пояснити загадкові гравітаційні хвилі, виявлені обсерваторією LIGO і приписувані чорним дірам з масами від 50 до 100 сонячних.
Наше дослідження не дозволяє точно сказати, чи відбувається в зоряних скупченнях стрімке зростання чорних дір. Проте подальші спостереження у рентгенівському діапазоні та додаткове теоретичне моделювання дозволять нам зміцнити нашу позицію.
Аді Фоорд, авторка роботи