Охота на неуловимых гигантов: JWST ищет черную дыру промежуточной массы

Черные дыры промежуточной массы (ЧДПМ) — гипотетические объекты, занимающие нишу между черными дырами звездной массы и сверхмассивными гигантами в галактических ядрах. Их существование предсказано теоретически, но прямых и неоспоримых доказательств до сих пор не найдено.

Основным полигоном для поисков такого объекта стало шаровое скопление Омега Центавра, которое, вероятно, является остатком ядра карликовой галактики, поглощенной Млечным Путем. В его сверхплотном центре, содержащем миллионы звезд, гравитационная аномалия может указывать на скрывающегося гиганта.

Обнаружить черную дыру напрямую невозможно, поэтому астрономы ищут следы ее влияния на окружение. Ключевым аргументом стало открытие в 2024 году нескольких звезд в ядре скопления, движущихся с огромными, почти убегающими скоростями. Такое поведение требует наличия невидимой массы, чья гравитация их удерживает.

Новое исследование сфокусировалось на поиске другого признака — аккреционного излучения. Когда черная дыра поглощает вещество, оно разогревается и излучает. Космический телескоп JWST направил свои уникальные инфракрасные инструменты MIRI и NIRCam на сердце Омеги Центавра, пытаясь уловить этот сигнал.

Результаты, однако, не принесли решающего доказательства. Телескоп не зафиксировал значительного излучения, что означает крайне низкую скорость аккреции, если черная дыра там и присутствует. Тем не менее, наблюдения позволили уточнить возможные параметры объекта, исключив некоторые ранние оценки.

Главной трудностью в этих поисках является невероятная звездная плотность в наблюдаемом регионе. На один кубический световой год могут приходиться десятки тысяч звезд, и на таком расстоянии (17 000 световых лет) отдельные источники света сливаются, маскируя возможное излучение от черной дыры.

Несмотря на это, научный прогресс часто движется методом исключения и установления все более строгих ограничений. Новые данные JWST сузили диапазон возможной массы гипотетической черной дыры, сместив оценку примерно к 20 000 солнечных масс и отбросив нижний предел в 8 200 масс.

Авторы работы подчеркивают, что будущие наблюдения, особенно сочетающие сверхглубокие снимки JWST с многолетними данными Hubble о движении звезд, могут выявить новые скоростные звезды и еще больше уточнить модели. Если существование черной дыры подтвердится динамически, то ее «молчание» в электромагнитном спектре само станет ценным источником данных.

Таким образом, охота продолжается. Каждое исследование, даже не дающее однозначного ответа, приближает астрофизиков к разрешению одной из давних загадок — существуют ли в природе черные дыры промежуточной массы, связывающие две известные крайности в единую эволюционную цепь.