Дълбоко в сърцето на Големия Магеланов облак – галактика-джудже, която обикаля около Млечния път – астрономите са открили признаци за съществуването на невидим колос с маса около 600 000 пъти тази на Слънцето.

Тъй като се очаква Големият Магеланов облак един ден да се сблъска с нашата галактика, това означава, че тази потенциална черна дупка също е обречена да стане част от Млечния път.

Още по-любопитно е, че този обект попада в рядко срещан масов диапазон – под един милион слънчеви маси. Ако съществуването му бъде потвърдено, това би предоставило нови данни за процесите, чрез които черните дупки нарастват – от звездни остатъци до колосални чудовища с милиарди слънчеви маси.

Изследването, ръководено от астрофизика Дживон Джеси Хан от Центъра за астрофизика „Харвард-Смитсониън“, е представено в The Astrophysical Journal и е достъпно на сървъра за препринти arXiv.

Черните дупки са изключително трудни за откриване, тъй като не излъчват светлина, освен ако активно не поглъщат материя, създавайки светещ диск от нажежен газ. Затова учените разчитат на индиректни методи – като наблюдение на звездите, чието движение може да се обясни единствено с присъствието на невидим масивен обект.

Вместо да търсят обичайните гравитационни отклонения в орбитите на звездите, Хан и колегите му се фокусирали върху друг вид аномалии – свръхбързи звезди. Това са редки обекти, които се движат значително по-бързо от останалите звезди в галактиката – толкова бързо, че някои дори могат да напуснат пределите на Млечния път.

Тези звезди вероятно са ускорени чрез така наречения Хилсов механизъм – процес, при който две звезди преминават близо до черна дупка. Гравитационното взаимодействие кара едната от тях да бъде изстреляна с изключителна скорост, докато другата остава в орбитата на черната дупка.

За да анализират тези процеси, изследователите използвали данни от космическия телескоп Gaia, който в продължение на години картографира обектите в Млечния път. Те проследили 21 хиперскоростни звезди в галактическата халообласт, които отговарят на характеристиките на Хилсовия механизъм. Тези звезди принадлежат към B-спектрален клас – масивни и горещи, което означава, че животът им е кратък и техните екстремни скорости са резултат от скорошно взаимодействие.

Източникът: мистериозен колос в Големия Магеланов облак

Чрез анализ на движенията на тези звезди учените установили, че седем от тях произлизат от района на Стрелец A* – супермасивната черна дупка в центъра на Млечния път. Останалите девет, обаче, сочат към Големия Магеланов облак. Изчисленията показват, че те вероятно са били катапултирани от черна дупка с приблизителна маса от 600 000 слънчеви маси.

В момента Големият Магеланов облак обикаля Млечния път на разстояние от около 160 000 светлинни години. Въпреки че сближаването между двете галактики е дълъг и сложен процес, последните изчисления сочат, че реалният сблъсък ще се случи след около 2 милиарда години.

Когато това се случи, ако наистина в Големия Магеланов облак има черна дупка, тя ще започне бавно да се придвижва към центъра на Млечния път. След еони тя ще се слее със Стрелец A*, увеличавайки масата на вече съществуващата супермасивна черна дупка.

Астрономите смятат, че именно чрез подобни сливания черните дупки нарастват до гигантски размери. Възможността да наблюдаваме този процес – макар и в космически времеви мащаби – е изключително ценна.

Бъдещите изследвания ще се съсредоточат върху потвърждаването на съществуването на тази черна дупка и определянето на нейните свойства. Това ще помогне да разберем по-добре механизмите, чрез които черните дупки растат и се развиват в различните етапи от живота на галактиките.

Изследването вече е представено за публикуване в The Astrophysical Journal и е достъпно на arXiv.