За пределами местной группы галактик впервые обнаружена чёрная дыра

Необычность находки в том, что прежде в галактиках вне местной группы наши наблюдательные средства позволяли обнаружить лишь сверхмассивных монстров с массой до 10 млрд солнечных. А где же обычные чёрные дыры (ЧД), которые, в теории, должны составлять большинство?

Радиогалактика Центавр A, она же NGC 5128 (не путаем с ближайшей к Земле звездой), — спорный объект, до того известный широкой публике лишь по дебатам среди астрономов о том, линзообразная она или же гигантская эллиптическая. Удалённая от нас на 12 млн световых лет, галактика определённо имеет сверхмассивную чёрную дыру в центре (это вытекает из её активности в радиодиапазоне), хотя её поиски пока и не увенчались успехом. Однако на этот раз исследователи интересовались не СМЧД, а рентгеновским излучением из окрестностей её меньшей сестры.

Когда последняя была обнаружена, светимость её аккреционного диска в рентгеновском диапазоне превышала светимость нашего Солнца в 50 000 раз, а уже через месяц с небольшим она упала настолько, что газовый диск вокруг этой небольшой ЧД пропал из поля зрения наблюдателей. Чтобы обнаружить её, отличившейся обсерватории «Чандра» пришлось сделать снимок с экспозицией в 100 тыс. секунд. И лишь большие колебания в рентгеновском диапазоне позволили астрономам уверенно заявить о том, что объект в двойной системе CXOU J132527.6-430023 не нейтронная звезда, а именно ЧД с массой около десятка Солнц.
Масса новооткрытой ЧД близка к нижней границе для неквантовых ЧД, которые обычно образуются в конце жизненного цикла звёзд с массой не менее нескольких солнечных. Что позволило исследователям заметить столь «мелкий» объект? Стандартная ЧД довольно быстро «подъедает» межзвёздную материю близ себя, и аккреционный диск подпитывается лишь не слишком плотным (мягко говоря) межзвёздным газом. Чтобы выдать серьёзное рентгеновское свечение, ЧД надо засосать за горизонт что-то покрупнее — газового гиганта или даже звезду. Астрономы предполагают, что обнаруженная ЧД находится в бывшей системе двойной звезды, в которой одна из звёзд превратилась некогда в ЧД, а вторая осталась нормальной. Скорее всего, наблюдавшийся всплеск рентгеновского излучения был связан с последней стадией «поедания» некоего крупного небесного тела (или группы тел) — быть может, какого-нибудь тамошнего Юпитера (или сверх-Юпитера). Часто такие явления не наблюдаются, поэтому можно предположить, что вторично заметить «маленькую» ЧД нам уже не удастся.

Почему важно это открытие? Дело не только в том, что раньше обнаружить ЧД ни в одной галактике за пределами местной группы не удавалось. Длительная история наблюдений за окружением ЧД на столь большом удалении пока позволяла нам выявить там лишь сверхмассивные дыры, до десятка миллиардов масс Солнца, что смущало исследователей, которым даже пришлось продумывать новый механизм формирования подобных сверхмассивных образований. Если небольших ЧД, часто наблюдаемых в группе галактик, так мало в других, то в чём причина такой неравномерности их распределения во Вселенной? Раздавались даже голоса о том, что наши представления об эволюции звёзд и ЧД, образующихся после смерти некоторых из них, неадекватны.

Похоже, ситуация понемногу проясняется, хотя количество известных нам ЧД нормального размера за пределами местной группы ничтожно: одна против множества сверхмассивных. Впрочем, учёные хотят ликвидировать этот разрыв за счёт того, что в галактике Центавр A обнаружено необычайно много сходных источников рентгеновского излучения (около 50).