Науці вже добре відомі так звані чорні діри зоряної маси — ті, що утворюються під час вибуху дуже масивних зірок. Не так давно було доведене існування чорних дір масою, порівнюваною з мільярдом Сонць, що знаходяться у центрах багатьох галактик. Одну з таких можна побачити на фото нижче. Але чорні діри, більші за зірку та менші за галактику, все ще лишалися тільки теорією. До цього часу.

Учені були впевнені, що чорні діри проміжної маси мають існувати, проте не мали й гадки, як вони утворюються, а значить — і де їх шукати. Чорні діри зоряної маси можна було «впіймати» у подвійних системах, де вони повільно поїдали свою сестринську зорю. Місця «полювання» на надмасивні чорні діри — центри галактик — також були відомі вже давно, і побачити їх наживо було лише питанням часу.

Перше зображення чорної діри, за спостережаннями телескопа Event Horizon центру галактики M87. На зображенні показано яскраве кільце, утворене через те, що світло інтенсивно притягується навколо чорної діри, яка в 6,5 мільярда раз масивніше Сонця. Джерело: Event Horizon Telescope Collaboration


А от на перші докази існування чорних дір проміжної маси астрономи натрапили майже випадково.

Ще у 2004 році з’явилося припущення, що навколо надмасивної чорної діри у центрі Чумацького Шляху обертається менша, зі своїм зоряним скупченням, масою приблизно від тисячі до десяти тисяч Сонць. Але такий висновок вдалося зробити лише через гравітаційну взаємодію — побачити цю чорну діру так і не змогли. Проте на початку 2020 року вчені помітили дивну поведінку газових хмар біля центру нашої Галактики. Газ рухався таким чином, ніби всередині нього знаходилося щось масою приблизно у тридцять дві тисячі Сонць. Проте чорна діра на те й чорна, щоби нічого не випромінювати, тому астрономам лишалося тільки спостерігати за рухом газу, вибудовувати теорії та чекати, допоки матерія наблизиться до таємничого об’єкту та дозволить визначити, чим він є.

Доки одна команда астрономів пильно спостерігала за газовою хмарою, друга, що працювала з телескопом TESS, знайшла дещо інше. Колись давно (375 мільйонів років тому) в далекій—далекій галактиці (стільки ж світлових років від нас) чорна діра поглинула зорю. Таке видовище випадає на долю вчених геть не часто. Здебільшого чорні діри потроху перебирають на себе матеріал із близьких до них зірок, але тут зорю просто розірвало на шматки.

Ця чорна діра здалася вченим підозрілою, і дуже скоро за нею почали спостерігати майже всі телескопи NASA. Зрештою 31 березня 2020 року вчені визнали — детективна історія закінчилася, усі версії крім одної відпали — і «підозрювана» справді є чорною дірою проміжної маси.

Зараз вчені намагаються зрозуміти, як же утворюються такі чорні діри і чому одну з них знайшли майже в центрі нашої галактики, а другу — на околицях іншої. Найімовірніше пояснення — ці чорні діри були центрами набагато менших галактик, із яких колись склався Чумацький Шлях та інші великі знайомі нам галактики. Ці зоряні скупчення вже давно змішалися та розчинилися, а їхні ядра — чорні діри середньої маси — повільно «тонули», наближаючись до надмасивних чорних дір.

Наразі астрономи шукають чорні діри проміжної маси всередині кулястих скупчень — компактних груп дуже старих зір, що оточують великі галактики та обертаються навколо них. Саме вони вважаються центрами тих малих галактик, що колись дали життя Чумацькому Шляху та його «сестрам». Можливо, всередині деяких ще збереглися таємничі «проміжні ланки» між двома вже добре відомими нам типами чорних дір.

Текст: Дар’я Цепкова
Зображення обкладинки: NASA