Чорні діри бувають різних розмірів, від скромних, в кілька разів більше маси Сонця, до надмасивних монстрів в центрах галактик. Але тепер вчені з Університету штату Огайо стверджують, що виявили найменшу чорну діру з коли-небудь виявлених, яка може представляти абсолютно новий клас об'єктів.
Довгий час вважалося, що чорні діри бувають двох розмірів. Існують чорні діри зоряної маси, яка в 5-30 разів перевищує масу Сонця. І на іншому кінці шкали знаходяться надмасивні чорні діри, що ховаються в центрах галактик і мають маси в кілька мільйонів Сонц.
Але все це не схоже на повну картину. Найочевидніший розрив лежить в середині - стрибок з 30 до мільйона - це справжній стрибок. Вважається, що «середні» чорні діри заповнюють його масами від 100 до 10000 Сонц. Починають накопичуватися докази того, що ці середні діри існують.
У верхній частині шкали стверджується, що повинен бути введений новий клас «ультрамасивних чорних дір», щоб описати ті, у яких маси більше 10 мільярдів Сонц.
Але є і ще один недолік на нижньому рівні. Коли зірки руйнуються під дією власної гравітації, вони або утворюють чорні діри, або щільні, нейтронні зірки. Здається, межа становить близько 2,1 мас Сонця - якщо маса зірка менше цієї, вона колапсує в нейтронну зірку, а після цієї межі стає чорною дірою. Тоді виникає питання: де всі чорні діри між 2,1 і 5 сонячними масами?
Вчені в новому дослідженні мали намір з'ясувати, чи існують чорні діри в цьому діапазоні. Для цього вони ретельно вивчили дані, зібрані експериментом з галактичної еволюції Apache Point Observatory (APOGEE), який вимірює світлові спектри зірок.
Дослідники шукали зміни в світлі від тих зірок, які можуть вказувати на те, що вони обертаються навколо невидимого об'єкта. З 100 000 зірок у каталозі вони зосередилися на 200, які були особливо цікаві. Потім вони зібрали тисячі зображень кожної зірки з All-Sky Automated Survey for Supernovae (Автоматизований огляд наднових видимого неба, ASAS-SN).
З усього цього команда вчених ізолювала одного потенційного кандидата. Червоний гігант, відомий як 2MASS J05215658 + 4359220, здається, обертається навколо якогось об'єкта. При подальшому розгляді астрономи вирахували ймовірну чорну діру масою в 3,3 сонячних мас.
«Те, що ми тут зробили, - це новий спосіб пошуку чорних дір, але ми також потенційно ідентифікували першу чорну діру з малою масою, про які астрономи раніше не знали», - говорить Тодд Томпсон, провідний автор дослідження. «Маси об'єктів розповідають нам про їх освіту і розвиток, і вони розповідають нам про свою природу».
Дослідження було опубліковано в журналі Science.