Відкриття зоряного скупчення Гіади: знайдено найближчі до Землі чорні діри

Чорні діри — одне з найзагадковіших і найзахопливіших явищ у Всесвіті. Стаття, опублікована в журналі Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, натякає на існування кількох чорних дір у скупченні Гіади — найближчому відкритому скупченні до нашої Сонячної системи — що зробить їх найближчими до Землі чорними дірами, коли-небудь виявленими. 

Дослідження є результатом співпраці між групою вчених під керівництвом Стефано Торніаменті з Університету Падуї (Італія) за значної участі Марка Гілеса, професора ICREA на факультеті фізики, Інституту наук про космос Університету ім. Барселона (ICCUB) та Інститут космічних досліджень Каталонії (IEEC), а також Фрідріх Андерс (ICCUB-IEEC).

Зокрема, знахідка сталася під час наукового перебування експерта Стефано Торніаменті в ICCUB, одному з дослідницьких підрозділів IEEC. Нове дослідження показує потенційне існування чорних дір у кластері Гіади, позиціонуючи їх як найближчі до Землі чорні діри.

Чорні діри в зоряному скупченні Гіади?

З моменту свого відкриття чорні діри були одним із найзагадковіших і захоплюючих явищ у Всесвіті й стали об’єктом вивчення для дослідників у всьому світі. Особливо це стосується малих чорних дір, оскільки їх спостерігали під час виявлення гравітаційних хвиль. З моменту виявлення перших гравітаційних хвиль у 2015 році експерти спостерігали багато подій, які відповідають злиттю пар чорних дір малої маси.

Для опублікованого дослідження команда астрофізиків використовувала симуляції, які відстежують рух і еволюцію всіх зірок у Гіадах, розташованих на відстані приблизно 45 парсек або 150 світлових років від Сонця, щоб відтворити їх поточний стан.

Розсіяні скупчення — це нещільно пов’язані групи із сотень зірок, які мають певні властивості, такі як вік і хімічні характеристики. Результати моделювання порівнювали з фактичним положенням і швидкістю зірок у Гіадах, які зараз точно відомі зі спостережень, зроблених супутником Gaia Європейського космічного агентства (ESA).

«Наше моделювання може одночасно відповідати масі та розміру Гіад, лише якщо деякі чорні діри присутні в центрі скупчення сьогодні (або донедавна)», — говорить Стефано Торніаменті, докторський науковий співробітник Університету Падуї та перший автор книги папір, документ.

Спостережувані властивості Гіад найкраще відтворюються моделюванням з двома або трьома чорними дірами на цей час, хоча моделювання, коли всі чорні діри були викинуті (менше ніж 150 мільйонів років тому, приблизно остання чверть віку скупчення), може все ще добре збігаються, оскільки еволюція скупчення не змогла стерти сліди його попереднього населення чорної діри.

Нові результати показують, що чорні діри, народжені Гіадами, все ще знаходяться всередині кластера або дуже близько до нього. Це робить їх найближчими чорними дірами до Сонця, набагато ближче, ніж попередній кандидат (а саме чорна діра Gaia BH1, яка знаходиться на відстані 480 парсек від Сонця).

За останні роки прорив космічного телескопа Gaia вперше дозволив детально вивчити положення та швидкість зірок розсіяного скупчення та впевнено ідентифікувати окремі зірки.

«Це спостереження допомагає нам зрозуміти, як присутність чорних дір впливає на еволюцію зоряних скупчень і як зоряні скупчення, своєю чергою, сприяють виникненню джерел гравітаційних хвиль», — каже Марк Гілес, член кафедри квантової фізики та астрофізики Університету та ведучий перший автор у Барселоні. «Ці результати також дають нам зрозуміти, як ці таємничі об’єкти розподілені по галактиці». Джерело