Российский ученый из занят поиском черных дыр нового типа

Группа ученых во главе с россиянином Иваном Золотухиным нашла сразу 98 кандидатов в черные дыры, причем неизвестных ученым.

Как известно, понятие «черная дыра» было введено в середине XX века физиком-теоретиком Джоном Уиллером. Под «черной дырой» понимается сверхмассивный релятивистский объект, невидимый ни в одном диапазоне электромагнитных волн, но выдающий себя множеством астрофизических эффектов.

В данное время ученым известно два типа дыр – сверхмассивные и черные дыры звездных масс.

Считается, что звездные черные дыры образуются в конце эволюции массивных звезд, которые, «раздувшись», сбрасывают внешние слои и сжимаются внутрь под действием собственной гравитации. Теоретически масса таких дыр имеет ограничение – 5-50 солнечных масс.

Но остается неясным, как возникают сверхмассивные черные дыры, находящиеся в центре большинства галактик, масса которых может составлять миллиарды солнечных масс.

Красный спектр излучения таких галактик говорит, что такие гиганты уже существовали в первые сотни миллионов лет после Большого взрыва.

«Именно поэтому астрономы ищут черные дыры промежуточных масс, поскольку за 700 млн. лет без них невозможно сделать черную дыру в миллиард масс Солнца», - говорит Золотухин.

Учеными считается, что звезды первых поколений не содержали в себе металлов, что позволяло им иметь массы в сотни масс Солнца, а в конце эволюции создавать черные дыры, гораздо массивнее наблюдаемых сегодня. Впоследствии эти дыры соединялись, образуя дыры в тысячи масс Солнца, а слияние галактик друг с другом приводили к образованию сверхмассивных черных дыр. Модели иерархического образования галактик говорят, что в таком случае до наших дней должны сохраниться немного дыр промежуточных масс, которые сегодня ищут астрономы. В понятие «немного» ученые вкладывают число в пределах ста.

Астрономы предполагают, что эти дыры должны находиться где-то высоко над плоскостью галактик, так как, соединяясь, черные дыры приобретают огромный импульс, способный даже выбросить их из галактики.

Лет десять тому назад ученые начали искать дыры с промежуточной массой среди тяжелых звездных дыр и легких сверхмассивных, однако ничего легче 500 тысяч масс Солнца выявить не удалось.

Но в 2009 году астрономы из Тулузы совершенно случайно наткнулись на яркий рентгеновский источник рядом с галактикой, расположенной в 100 мегапарсек от Земли. Оценка светимости объекта позволила говорить о его массе примерно в 10 тысяч солнечных масс. Уникальный объект получил название HLX-1. На сегодня это первый и пока единственный кандидат в черные дыры промежуточной массы.

Уверенный, что «таких объектов должно быть гораздо больше», Золотухин предложил метод массового поиска таких дыр. Идея заключалась в сопоставлении объектов из массового обзора красных смещений галактик с объектами из каталога рентгеновских источников.

«Я предложил поискать в окрестностях миллионов галактик рентгеновские объекты со светимостью больше определенной величины», - пояснил суть своего метода Золотухин.

Разработанный алгоритм помог обнаружить 98 объектов, из которых минимум 16 должны быть связаны со своими галактиками. Это говорит о том, что гипотетические промежуточные черные дыры существуют в действительности и их много.

В работе ученых использовались методы Виртуальной обсерватории: все выводы делались из общедоступных данных. Кроме того, использовался новый сайт для доступа к данным обсерватории XMM-Newton. Это веб-приложение было сделано исключительно силами добровольцев – высококлассных программистов Алексея Сергеева, Аскара Тимиргазина и Максима Чернышева. Этим сайтом могут пользоваться астрономы всего мира.

Между тем в ближайшие годы планируются спектральные оптические наблюдения с помощью шестиметрового телескопа БТА Специальной астрофизической обсерватории. Астрономы также надеются на запуск в 2017 году российско-немецкого космического телескопа «Спектр-РГ».