Группа ученых-астрономов из университета Кейо (Keio University), Япония, возглавляемая профессором Томохару Ока (Tomoharu Oka), обнаружила загадочное газовое облако CO-0.40-0.22, которое находится на удалении всего 200 световых лет от центра галактики Млечного Пути. То, что делает это облако весьма необычным, является разбросом (дисперсией) скоростей движения потоков газа в этом облаке. Столь необычное явление было обнаружено при помощи 45-метрового радиотелескопа Nobeyama в Японии и телескопа ASTE в Чили, которые оба находятся в ведении японской Национальной астрономической обсерватории (National Astronomical Observatory of Japan).
Спектральный анализ света от облака CO-0.40-0.22 позволил выделить 21 спектральную линию, комбинации которых соответствуют 18 молекулам различных химических соединений. Кроме этого, ученые определили, что облако имеет овальную форму и состоит из двух частей, компактной части с низкой плотностью материи и с высокой дисперсией скоростей движения, достигающей 100 километров в секунду. Второй частью облака является плотная часть с достаточно малым значением дисперсии.
Что же является причиной такого разброса скоростей движения газа в облаке? В его структуре нет никаких отверстий, кроме этого, наблюдения в рентгеновском и инфракрасном диапазоне не выявили наличия внутри облака каких-либо компактных массивных объектов. Все это указывает на то, что наблюдаемое явление не вызвано каким-либо высокоэнергетическим событием локального характера, таким, как взрыв сверхновой звезды.
Японские ученые создали и рассчитали математическую модель газового облака, подвергшегося воздействию сильных гравитационных сил. В модели это облако было притянуто источником гравитации и по мере приближения к нему скорости потоков газа в облаке увеличивались, достигая максимума в точке максимального сближения. После этого облако проходит мимо источника и скорости потоков газа начинают снижаться. Модель, в которой роль источника гравитации играл объект с массой, в 100 тысяч раз превышающей массу Солнца, и с радиусом в 0.3 световых года, дала результаты, которые с достаточно высокой точностью повторяют данные, полученные в ходе наблюдений.
"Принимая во внимание тот факт, что инфракрасные и рентгеновские наблюдения не выявили наличия в облаке компактных объектов, мы посчитали, что таким компактным объектом, способным успешно скрываться от обнаружения, может быть только черная дыра" - рассказывает Томохару Ока.
Если предположение, выдвинутое японскими учеными, окажется верным, то это будет первый случай обнаружения черной дыры с "промежуточной" массой в пределах Млечного Пути. Астрономам известно, что в большинстве случаев черные дыры бывают двух типов, дыры с массой, сопоставимой с массой звезд, которые формируются в результате взрывов сверхмассивных звезд, и сверхмассивные черные дыры, которые находятся в центрах галактик, масса которых может превышать массу Солнца от нескольких миллионов до нескольких миллиардов раз.
Ученые-астрономы уже обнаружили достаточно большое количество сверхмассивных черных дыр, но им пока еще доподлинно не известно, как происходит их формирование. Согласно некоторым теориям, такие дыры рождаются в результате слияния нескольких черных дыр с "промежуточной" массой и это отчасти подтверждается тем, что астрономам еще не удавалось найти достоверных подтверждений существованию промежуточных черных дыр.
Однако, если облако CO-0.40-0.22, расположенное в 200 световых годах от черной дыры Sgr A*, масса которой превышает массу Солнца в 400 миллионов раз, содержит внутри промежуточную черную дыру, этот факт может стать доказательством теории формирования сверхмассивных черных дыр путем слияния и поглощения черных дыр с промежуточной массой. Кроме этого, полученные результаты дают ученым в руки новый метод поиска черных дыр при помощи радиотелескопов.
Японские исследователи выдвинули предположение о том, что некоторые из газовых облаков могут содержать в себе черные дыры, количество которых в Млечном Пути может исчисляться сотнями миллионов. Однако, наблюдения в рентгеновском диапазоне позволили обнаружить только десятки этих загадочных объектов. "Большинство черных дыр могут быть слишком "темными" и их крайне тяжело обнаружить по излучению любого диапазона. Исследование движения потоков газа при помощи радиотелескопов может стать методом поиска таких черных дыр" - рассказывает Томохару Ока, - "И в дальнейших наблюдениях при помощи радиотелескопов Nobeyama и ASTE мы попробуем подтвердить нашу теорию. Кроме этого, мы очень надеемся на помощь ученых, работающих на телескопе Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), способном дать большую разрешающую способность. Такая совместная работа позволит нам найти массу новых черных дыр-кандидатов".
