Астрономы обнаружили черную дыру, не похожую ни на одну другую. Она весит не меньше 100 000 Солнц, но все же намного легче, чем черные дыры, обнаруженные нами в центрах галактик, но больше, чем черные дыры, рождающиеся при взрывах звезд. Это делает ее одной из немногих подтвержденных черных дыр промежуточной массы, объектом, который давно ищут астрономы.
Черная дыра была спрятана в B023-G078, огромном звездном скоплении в ближайшей к нам галактике Андромеда. Долгое время B023-G078 считался шаровым звездным скоплением, но недавние научные работы утверждают, что объект представляет собой "разорванное ядро" маленькой галактики. Разорванные ядра — это остатки маленьких галактик, которые попали в более крупные, а их внешние звезды были оторваны гравитационными силами. Осталось крошечное плотное ядро, вращающееся вокруг большей галактики, а в центре этого ядра — черная дыра.
B023-G078 был известен как массивное шаровое звездное скопление — сферическое скопление звезд, тесно связанных гравитацией. Однако было проведено только одно наблюдение объекта, определившее его общую массу, около 6,2 миллиона солнечных масс. В течение многих лет астрономы считали, что объект может быть чем-то иным.
Объект B023-G078 был одним из самых массивных объектов в Андромеде, и многие справедливо полагали, что он может быть кандидатом на включение в категорию "разорванных ядер". Но нужны были данные, чтобы доказать это. Когда в 2014 году удалось обнаружить сверхмассивную черную дыру внутри разорванного ядра, с помощью обсерватории Джемини появилась возможность исследовать странный объект.
Используя новые данные наблюдений обсерватории Джемини и изображения космического телескопа Hubble ученые рассчитали, как масса распределяется внутри объекта, смоделировав его световой профиль. Шаровое скопление имеет характерный световой профиль, который имеет ту же форму вблизи центра, что и во внешних областях. B023-G078 отличается. Свет в центре круглый, а затем становится более плоским, двигаясь наружу. Химический состав звезд тоже меняется: в звездах в центре больше тяжелых элементов, чем у края объекта.
Исследователи использовали распределение массы объекта, чтобы предсказать, как быстро звезды должны двигаться в любом заданном месте внутри скопления, и сравнили его со своими данными. Звезды с самой высокой скоростью вращались вокруг центра. Когда они построили модель без учета черной дыры, звезды в центре были слишком медленными по сравнению с их наблюдениями. Когда они добавили черную дыру, они получили скорости, соответствующие данным. Черная дыра дополняет доказательства того, что этот объект представляет собой ободранное ядро.
Исследователи надеются обнаружить больше разорванных ядер, которые могут содержать больше черных дыр промежуточной массы. Это возможность узнать больше о популяции черных дыр в центрах маломассивных галактик и узнать, как галактики строятся из более мелких строительных блоков.
