Существование черных дыр больше не подвергается сомнению — астрономы обнаружили множество доказательств и даже сфотографировали две из них. Однако все обнаруженные нами черные дыры либо сверхмассивные, либо размером с крупную звезду. Поиски "промежуточных черных дыр" продолжаются, и астрономы считают, что они обнаружили одну из них недалеко от нас (по астрономическим меркам).

Астрономы давно подозревали, что шаровые звездные скопления — хорошее место для поиска промежуточных черных дыр. Все эти сверхплотные сферические скопления звезд образовались примерно в одно и то же время (около 10 миллиардов лет назад) и обычно старше окружающих объектов. Предыдущие исследования шаровых скоплений выявили что-то массивное в центре этого космического объекта, что могло свидетельствовать о наличии промежуточной черной дыры, но данные были неубедительными.

Команда ученых НАСА и ЕКА использовала два мощных телескопа, Хаббл и Гайя, для продолжения поиска промежуточных черных дыр. Они сосредоточили свое внимание на шаровом звездном скоплении Мессье 4 (изображение вверху), которое находится на расстоянии 6 000 световых лет и является самым близким к Земле объектом такого типа. Проблема в том, что мы не можем видеть черные дыры, если они не поглощают близлежащие объекты. Вот тут-то и пригодились уникальные возможности этих двух обсерваторий.

В Мессье 4 насчитывается не менее 100 000 звезд, но команда Гайя смогла составить карту гравитационных границ кластера, просканировав 6 000 звезд. Телескоп Гайя предназначен для определения местоположения и естественного движения звезд с высокой точностью, поэтому он идеально подходит для этой задачи. Астрономы объединили полученные данные от телескопа Гайя с данными Хаббла о звездах в Мессье 4, что позволило команде точно определить массу черной дыры.

«У нас есть уверенность в том, что в этом маленьком кластере находится объект (черная дыра) с нестандартной массой. Она примерно в три раза меньше, чем самая плотная черная дыра, которую мы обнаружили ранее в других шаровых скоплениях», — сказал руководитель исследования Эдуардо Витраль из Научного института космического телескопа.

Изображение сверхмассивной черной дыры нашей галактики (Стрелец A*), полученное с помощью телескопа Event Horizon.

Эти данные доказывают, что внутри Мессье 4 действительно есть что-то массивное. Основываясь на этом, команда подсчитала, что шаровое звездное скопление является домом для "чего-то" с массой около 800 солнечных, которое постоянно влияет на движение окружающих звезд. Нет никакой гарантии, что это промежуточная черная дыра, но она находится в правильном диапазоне. Альтернативное объяснение этих данных не имеет особого смысла: не может 40 звездных черных дыр (самых маленьких) втиснуться в пространство, меньшее, чем наша Солнечная система, а сверхмассивная там не поместилась бы.

Если это действительно окажется промежуточная черная дыра, это поможет объяснить, почему мы видим в космосе так мало таких дыр, а это, в свою очередь, может прояснить, как появляются сверхмассивные черные дыры. Мы знаем, что звездные черные дыры образуются в результате гравитационного коллапса больших звезд, но неужели эти объекты просто съедаются и объединяются, пока не станут сверхмассивными? Изучение недостающего звена в Мессье 4 может дать ответ на этот вопрос.