Исследователи из Университета штата Мичиган под руководством адъюнкт-профессора Джея Стрэдера обнаружили в шаровом скоплении М 22 (NGC 6656), расположенном в 10 тысячах световых лет от Земли, не одну, а сразу две чёрные дыры звёздных масс — M22-VLA1 и M22-VLA2.

Неожиданность открытия в том, что, согласно современным представлениям, в центре шарового скопления может выжить лишь одна чёрная дыра (ЧД), ибо со временем, в процессе гравитационного взаимодействия, она неизбежно выбрасывает всех соперников. Самая массивная остаётся в центре скопления, легковесы же вышвыриваются за его пределы, а иногда — и во внегалактическое пространство.

Обе ЧД дыры были обнаружены с помощью Очень большого массива из 27 радиотелескопов (Нью-Мексико, США). Масса находок оценивается в диапазоне 10–20 солнечных.

«Предполагается, что там может быть лишь один выживший, — поясняет Джей Стрэдер. — Обнаружение в этом шаровом скоплении двух чёрных дыр вместо одной, конечно, меняет картину. Получается, что теория неверна. Скопление имеет больше одной ЧД, а причина явления остаётся неясной».

Чёрные дыры M22-VLA1 и M22-VLA2 были обнаружены по радиоизлучению в диапазоне 5,9 ГГц. (Здесь и ниже иллюстрации VLA / Doug Matthews / Adam Block / NOAO / AURA / NSF.)

Как всё это понимать? Вот две предварительные гипотезы, выдвинутые астрономами. Первая: по мере взаимодействия ЧД между собой и с окружающими звёздами они постепенно снижают плотность последних и концентрацию межзвёздного газа в центральной части скопления; при этом взаимодействие между ЧД ослабевает и становится недостаточным для выбрасывания «конкурента» в окружающее скопление пространство.

Вторая гипотеза предполагает, что скопление зашло не слишком далеко по пути сжатия, вызванного воздействием ЧД и иными процессами, поэтому «депортация» одной из ЧД только предстоит. Возможно, это косвенно подтверждается тем, что М 22 — скопление редчайшее, в нём есть планетарные туманности и очень молодые звёзды, коих обычно не бывает в старых шаровых скоплениях.

На изображении (а), сделанном в оптическом диапазоне, отмечено примерное расположение обеих чёрных дыр.

В связи с обнаруженным несоответствием динамических моделей, говорящих о невозможности существования в таких условиях более одной ЧД, учёные (исходя из численности популяций белых карликов в скоплении) предполагают, что детальные наблюдения (на будущих радиотелескопах) позволят выявить в М 22 от пяти до сотни новых ЧД.

Соответствующее исследование опубликовано в журнале Nature, а с его препринтом можно ознакомиться здесь.

Подготовлено по материалам Университета штата Мичиган.