Астрономи откриха, че в ядрото на един доста плътен кълбовиден звезден куп, разположен на няколко хиляди светлинни години от нас, се крие нещо изненадващо – вместо една по-голяма черна дупка, NGC 6397 разполага с множество по-малки, при това със звездна маса.

Тази находка ще ни помогне да разберем по-добре формирането на по-големите черни дупки и показва, че конкретният кълбовиден звезден куп би трябвало да представлява интерес за астрономите, занимаващи се с гравитационните вълни, тъй като един ден черните дупки в него неизбежно ще се сблъскат.

На кълбовидните звездни купове често се гледа като на „вкаменелости“ от ранната Вселена. Те са изключително плътни и сферични купове с приблизително от 100 000 до 1 млн. много стари звезди. Някои, като NGC 6397, са почти толкова стари, колкото и самата Вселена. Звездите във всеки един кълбовиден звезден куп се формират по едно и също време – от един и същи облак газ. В Млечния път има около 150 известни на човечеството кълбовидни звездни купове.

Тези обекти са особено подходящи за изучаването на историята на Вселената или на тъмната материя в галактиките, около които се въртят. Наскоро обаче астрономите решиха да проучат дали не са потенциален дом и на един доста неуловим клас обекти – черните дупки със средна маса. Както подсказва и самото име, това са черни дупки с маса, която е нещо средно между звездната и тази на супермасивните черни дупки, които обикновено се срещат в центровете на галактиките.

Въпреки че границите между черните дупки със средна маса и супермасивните все още не са особено добре дефинирани, смята се, че като цяло първите са по-големи от звезди, преминали през гравитационен колапс (до 100 слънчеви маси), но не супермасивни (между 1 млн. и 1 млрд. пъти повече от типична звездна черна дупка).

До голяма степен обаче доказателствата за съществуването на черните дупки със средна маса са оскъдни или неубедителни. Нашите теории и модели подсказват, че те биха могли да се срещат в кълбовидните звездни купове и да изпълняват ролята на гравитационно ядро, около което звездите се струпват (по подобие на по-големите галактики около супермасивните черни дупки).

Свойствата на кълбовидния звезден куп NGC 6397, разположен на 7800 светлинни години от нас, предполагат, че в центъра му вероятно се крие една черна дупка със средна маса.

Тъй като не можем да видим черните дупки (те не издават каквато и да било доловима радиация), астрономите проучват орбитите на звездите в купа (на базата на многогодишни наблюдения, направени с „Хъбъл“), за да проверят дали не предполагат наличието на черна дупка със средна маса.

„Открихме доста убедителни доказателства за наличието на невидима маса в плътното ядро на кълбовидния звезден куп – казва астрономът Едуарди Витрал от Парижкия институт по астрофизика във Франция. – Но се изненадахме от факта, че тази допълнителна маса не е съсредоточена в една точка (това е нещо, което бихме очаквали от една голяма масивна черна дупка), а се разпростира до няколко процента от размера на купа.“

Според астрономите по-голямата част от тази допълнителна маса е под формата на черни дупки. Техните открития съвпадат с две скорошни проучвания, според които в централните региони на кълбовидните звездни купове би следвало да има черни дупки със звездна маса, а не такива със средна.

Нещо повече, учените смятат, че един ден тези черни дупки ще се сблъскат и ще се слеят, а това от своя страна ще доведе до образуването на черна дупка със средна маса. Междувременно обаче астрономите, проучващи гравитационните вълни, ще намерят този кълбовиден звезден куп за особено интересен, тъй като неговото ядро е наистина плътно и процесите в него би трябвало да бъдат ускорени. А това означава, че те могат да проучват тези региони както за да установят какви са условията за сливане, така и за да „предвкусят“ от гравитационните вълни, които ще бъдат образувани при сливането на черните дупки.

Изследването е публикувано в Astronomy & Astrophysics.