Необычное открытие сделали астрономы при помощи орбитального телескопа Chandra, работающего в рентгеновском диапазоне. Джером Орос, астроном из американского университета штата Сан-Диего, рассказывает, что была обнаружена черная дыра, размеры и масса которой на практике превышают теоретически возможный предел для объектов такого типа.

Черная дыра, расположенная в бинарной системе M33 на расстоянии 2,7 млн световых лет от нашей планеты, имеет массу, которая в 15,7 раз превышает массу нашего Солнца, что делает эту черную дыру самой тяжелой из всех когда-либо обнаруженных.

Астрономы поясняют, что во Вселенной существую черные дыры двух типов. Первые - это подлинные гиганты, масса которых может быть в сотни миллионов раз больше массы Солнца. Такие объекты называются сверхмассивные черные дыры, они способны вращать вокруг себя целые галактики и, как правило, расположены в самом центре этих галактик. Именно такая черная дыра есть и в центре нашей галактики Млечный путь. Природа появления таких массивных объектов пока не до конца изучена.

Однако есть и другие, гораздо менее массивные черные дыры, которые образовались из крупных звезд, когда те, выработав свои запасы водорода и легких элементов, начали сжиматься и остывать, создав в итоге объект диаметром в 10-30 км, однако обладающий бесконечно большой гравитацией, способной притягивать не только материальные объекты, но даже свет и искривлять систему пространство-время.  Именно об объекте данного типа здесь и идет речь.

До сих пор считалось, что так называемые звездные черные дыры даже в теории не могут быть тяжелее Солнца в более чем 10 раз, так как для образования столь тяжелого объекта необходима очень массивная звезда, физические размеры которой ей просто не позволят существовать. Однако на практике оказывается, что эта теория неверна.

Как было указано выше, черная дыра M33 X-7 является частью бинарной системы M33, что указывает на то, что в М33 должен присутствовать еще одна звезда. И она там есть, более того, вторая звезда также очень необычна, так как она массивнее Солнца в 70 раз. Данная звезда  находится в зоне сильного гравитационного притяжения черной дыры, поэтому орбитальный период звезды составляет 3,5 земных суток.

"Обнаружена система с гигантской черной дырой и гигантской звездой, вращающейся вокруг нее. В итоге оба эти объекта превратятся в черные дыры. Однако остается одна загадка - как два столь массивных объекта могут вращаться столько близко друг к другу не сближаясь?", - говорит Джеффри МакКлинток, астроном из Гарвадра.

Кроме того, пока специалисты не могут точно сказать, какой массой обладала звезда, из которой появилась самая массивная черная дыра. Очевидно, что она была в десятки или сотни раз больше Солнца.

Полагаю ничего

Измерение химического состава сверхскоростной звезды HE 0437-5439, удаляющейся от нашей Галактики со скоростью около 600 км/с, подтвердило её внегалактическое происхождение. Вероятнее всего, считают астрономы, она возникла в одном из спутников Млечного пути – Большом Магеллановом облаке, а значит там должны присутствовать массивные чёрные дыры, способные выбросить звезду в межгалактическое пространство.

Выброс звёзд со сверхвысокими скоростями из центра нашей Галактики и других плотных звёздных областей, в которых присутствует массивное тело, был предсказан ещё в конце 1980-х годов, но первая такая звезда была обнаружена лишь в 2005 году. Через несколько месяцев была открыта HE 0437-5439, а к настоящему времени известно около десятка звёзд, находящихся в окрестностях нашей звёздной системы, но гравитационно с ней уже не связанных – именно это делает звезду «сверхскоростной».

Большинство из них, по-видимому, были выброшены из центра нашей Галактики – на это указывает и вектор скорости звёзд и их распределение в пространстве. Как показывают расчёты, при сближении двойной звезды с массивной чёрной дырой двойная система может быть разрушена, при этом одна из звёзд получает огромный «пинок» и покидает нашу звёздную систему. Однако в случае с HE 0437-5439 имелась проблема – её возраст составляет около 35 миллионов лет, а добраться от центра Галактики до своего нынешнего местоположения со своей текущей скоростью она могла лишь примерно за 100 миллионов лет. Предлагались два основных объяснения – либо мы недооцениваем её возраст, либо неправильно понимаем её происхождение. Например, к Магеллановым облакам она существенно ближе, чем к галактическому центру.

Алсесте Бонанос и Мерседес Липес-Моралес из Института имени Карнеги в Вашингтоне смогли измерить химический состав загадочной звезды. Содержание металлов и тяжёлых элементов – а таковыми астрономы называют все элементы тяжелее водорода и гелия – оказалось примерно вдвое меньше того, что наблюдается в среднем по Галактике. Именно такой состав имеют большинство звёзд Большого Магелланова облака, а значит, заключают астрономы, HE 0437-5439, скорее всего, была выброшена из этой карликовой галактики. Работа Бонанос, Липес-Моралес и их коллег Йэна Хантера и Роберта Райанса из Королевского университета в Белфасте будет опубликована в ближайшем выпуске Astrophysical Journal Letters.

Из неё, в частности следует, что в Большом Магеллановом облаке также должны присутствовать массивные чёрные дыры. Результаты теоретических расчетов, сделанных швейцарскими астрономами, показывают, что масса такого объекта должна превышать тысячу масс Солнца.