Астрономите са очаровани от кълбовидни клъстери още от първото им наблюдение през 17 век. Тези сферични колекции от звезди са сред най-старите известни звездни системи във Вселената, датиращи от ранната Вселена, когато галактиките тепърва започват да растат и да се развиват. Такива струпвания обикалят около центровете на повечето галактики, като над 150 са известни, че принадлежат единствено на Млечния път.
Един от тези клъстери е известен като NGC 3201, клъстер, разположен на около 16 300 светлинни години в южното съзвездие на Вела. Използвайки много големия телескоп (VLT) на ESO в Обсерваторията Паранал в Чили, екип от астрономи наскоро проучи този клъстер и забеляза нещо много интересно. Според проучването, което те пуснаха, изглежда, че този клъстер има вградена черна дупка в него.
Проучването се появи в Месечни известия на Кралското астрономическо дружество под заглавието „Откъснат кандидат за черна дупка в звездна маса в кълбовидния клъстер NGC 3201“. Изследването беше ръководено от Бенджамин Гизер от университета Георг-Август в Гьотинген и включваше членове от университета Ливърпул Джон Мурс, Лондонския университет „Кралица Мери”, Лайденската обсерватория, Института по астрофизика и космически науки, ETH Цюрих и Института Лайбниц за Астрофизика Потсдам (AIP).
Заради проучването си екипът разчита на инструмента за мулти-единичен спектроскопичен изследовател (MUSE) на VLT, за да наблюдава NGC 3201. Този инструмент е уникален поради начина, по който позволява на астрономите да измерват едновременно движенията на хиляди далечни звезди , В хода на наблюденията си екипът установява, че една от звездите на клъстера се е въртяла наоколо със скорост от няколкостотин километра в час и с период от 167 дни.
Както Giesers обясни в съобщение за пресата на ESO:
“Той беше в орбита нещо, което беше напълно невидимо, което имаше маса повече от четири пъти Слънцето - това можеше да бъде само черна дупка! Първият, открит в кълбовиден клъстер чрез директно наблюдение на гравитационното му издърпване.”
Тази констатация беше доста неочаквана и представлява първия път, когато астрономите успяха да открият неактивна черна дупка в сърцето на кълбовиден клъстер - което означава, че в момента тя не натрупва материя или е заобиколена от светещ диск на газ. Те също успяха да преценят масата на черната дупка, като измерят движенията на звездата около нея и по този начин екстраполират нейното огромно гравитационно дърпане.
От своите наблюдавани свойства екипът определи, че бързо движещата се звезда е около 0,8 пъти по-голяма от масата на нашето Слънце, а масата на неговия черен дупка е около 4,36 пъти повече от масата на Слънцето. Това е в категорията „черна дупка на звездна маса“, които са звезди, които надвишават максималния допустим маса на неутронна звезда, но са по-малки от свръхмасивни черни дупки (SMBHs), които съществуват в центровете на повечето галактики.
Това откритие е много важно и то не само защото астрономите за първи път наблюдаваха черна дупка със звездна маса в кълбовиден клъстер. В допълнение, тя потвърждава това, за което учените подозират от няколко години, благодарение на скорошни радио- и рентгенови изследвания на кълбовидни клъстери и откриване на сигнали на гравитационната вълна. По принцип това показва, че черните дупки са по-често срещани в кълбовидните клъстери, отколкото се смяташе досега.
„Доскоро се предполагаше, че почти всички черни дупки ще изчезнат от кълбовидните клъстери след кратко време и че подобни системи дори не трябва да съществуват!“ - каза Гизерс. „Но ясно това не е така - нашето откритие е първото директно откриване на гравитационните ефекти на черна дупка на звездна маса в кълбовиден клъстер. Тази констатация помага да се разбере формирането на кълбови клъстери и еволюцията на черните дупки и бинарните системи - жизненоважни в контекста на разбирането на източниците на гравитационни вълни. "
Тази находка също беше важна, като се има предвид, че връзката между черните дупки и кълбовидните клъстери остава загадъчна, но изключително важна. Поради високите си маси, компактните обеми и големите възрасти, астрономите смятат, че клъстерите са създали голям брой черни дупки на звездна маса в хода на историята на Вселената. Следователно това откритие може да ни каже много за образуването на кълбовидни клъстери, черни дупки и произхода на събитията на гравитационната вълна.
И не забравяйте да се насладите на този подкаст ESO, обясняващ скорошното откритие:
