Поиск черных дыр промежуточной массы остаётся одной из ключевых задач современной астрофизики. Сгустки материи с массами от сотен до десятков тысяч солнечных масс теоретически должны существовать как переходное звено между «звёздными» черными дырами и сверхмассивными объектами в центрах галактик, но их обнаружение чрезвычайно сложно. Недавние наблюдения с помощью космического телескопа «Джеймс Уэбб» предоставили новый ракурс на эту проблему: уникальные данные были получены в ходе попытки подтвердить наличие подобной черной дыры в шаровом скоплении М4.
Контекст поиска: почему М4 привлекло внимание астрономов
Шаровое скопление М4 (NGC 6121) — одно из ближайших к Земле, удалённое примерно на 6 000 световых лет. Такая близость делает его естественной мишенью для поиска скрытых массивных объектов. Ранее данные Хаббла и наземных телескопов указывали на аномалии в движении звезд в центральной области скопления. Эти динамические особенности могли свидетельствовать о наличии черной дыры промежуточной массы порядка нескольких сотен солнечных масс.
Однако предыдущие исследования не позволяли уверенно отделить влияние одного массивного объекта от действия плотного скопления множества небольших тел, включая белые карлики, нейтронные звезды или более компактные группы звезд.
Новые наблюдения JWST: высокая точность и неожиданное несоответствие
«Джеймс Уэбб» получил точные спектроскопические данные о перемещении отдельных звезд в районе предполагаемой черной дыры. Основная задача заключалась в определении пространственных скоростей с максимально возможной точностью, что должно было показать, влияет ли на орбиты одно доминирующее массивное тело.
Анализ наблюдений выявил: звезды в центре М4 действительно демонстрируют довольно высокий разброс скоростей. Это согласуется с моделью, где присутствует компактный массивный объект или чрезвычайно плотная концентрация звездных остатков.
Однако ключевое расхождение возникло при попытке сопоставить новые данные JWST с предыдущими измерениями телескопа «Хаббл». Значения скоростей некоторых звезд не совпали в пределах ожидаемой статистической погрешности. Такое несоответствие делает интерпретацию полученных результатов менее однозначной.
Возможные объяснения и аналитические модели
Исследовательская группа предложила несколько интерпретаций:
- Компактная черная дыра промежуточной массы
Наиболее прямое толкование ранних данных — единичный массивный объект в центре. Но новые измерения JWST не обеспечили достаточной согласованности, чтобы подтвердить этот сценарий. - Плотное скопление звездных остатков без черной дыры
Альтернативная модель — множество белых карликов, нейтронных звезд и малых черных дыр, тесно сгруппированных. Такая система может воспроизводить общий динамический профиль без наличия одного доминирующего объекта. - Систематические расхождения между инструментами
Разница между данными Хаббла и JWST может отражать:- отличия в методах калибровки,
- влияние различных длин волн,
- сложность измерения собственных движений на очень малых угловых масштабах.
Поскольку оба набора данных высокоточны, но различаются между собой, ни одно объяснение пока не может считаться окончательным.
Значение результатов и дальнейшие шаги
Хотя наблюдения телескопа «Джеймс Уэбб» не подтвердили наличие черной дыры промежуточной массы в М4, они существенно уточнили динамическую картину скопления и очертили направления дальнейших исследований. Главный вывод состоит в том, что для однозначного определения природы центрального объекта необходимы:
- дополнительные годы наблюдений с JWST для получения более длинной временной базы собственных движений,
- новые модели динамики, учитывающие широкий спектр возможных комбинаций объектов,
- сопоставление данных с предстоящими измерениями Gaia и будущих обсерваторий.
Поиск черных дыр промежуточной массы продолжается, и скопление М4 остаётся одним из наиболее перспективных объектов для дальнейшего изучения. Даже отсутствие прямого подтверждения в данном случае расширяет понимание того, как устроены плотные звездные системы и какие процессы формируют их эволюцию.
Источники:
Статья создана по материалам https://www.universetoday.com/articles/its-the-jwsts-turn-to-look-for-an-intermediate-mass-black-hole
