Агентство NASA сообщило, что астрономы, изучавшие с помощью телескопа «Хаббл» шаровое скопление NGC 6397, неожиданно обнаружили там вместо одной массивной черной дыры много маленьких.

Шаровые скопления — системы, где звезды расположены чрезвычайно близко друг к другу. Как правило, это очень старые системы. Упомянутому шаровому скоплению NGC 6397 почти столько же лет, сколько и Вселенной. Это скопление находится на расстоянии 7800 световых лет от Земли, что делает его одним из самых близких к нам шаровых скоплений. Из-за очень плотного ядра его еще называют кластером со сжатым ядром.

Сначала астрономы думали, что в этом шаровом скоплении находится черная дыра средней массы — долгожданное «недостающее звено» между сверхмассивными черными дырами (во много миллионов раз больше массы нашего Солнца), лежащими в ядрах галактик, и черными дырами звездной массы (в несколько раз больше массы нашего Солнца), которые образуются после коллапса большой одиночной звезды. Само существование черных дыр средней массы пока является предметом научных дискуссий, и на сегодняшний день определены лишь несколько кандидатов на эту роль.

«Мы нашли очень убедительные доказательства наличия невидимой массы в плотном ядре шарового скопления, но мы были удивлены, обнаружив, что эта дополнительная масса является не «точечной» (чего можно было бы ожидать от уединенной массивной черной дыры), а протяженной на нескольких процентов от размера скопления», — так описал открытие Эдуардо Витраль (Eduardo Vitral) из Парижского института астрофизики (IAP).

Пытаясь обнаружить неуловимую скрытую массу, Витрал и Гэри Мамон (Gary Mamon), также из IAP, использовали данные о скоростях движения звезд в скоплении, чтобы определить распределение массы видимых звезд, слабых звезд и черных дыр. Чем больше масса в каком-то месте, тем быстрее вокруг этого места движутся звезды.

«Наш анализ показал, что орбиты звезд в шаровом скоплении близки к случайным, а не являются систематически круглыми или очень вытянутыми», — пояснил Мамон. Систематичность указывала бы на наличие одного центра тяготения.

Учитывая массу, протяженность и местоположение невидимого компонента, исследователи пришли к выводу, что он может состоять только из остатков массивных звезд (белых карликов, нейтронных звезд и черных дыр). Эти «звездные трупы» постепенно опускались к центру скопления вследствие гравитационного взаимодействия с близлежащими менее массивными звездами, пока не образовали скопление.

Открытие может расширить понимание человечеством черных дыр и связанных с ними явлений.  В частности, астрономы отмечают, что оно увеличивает вероятность того, что слияния черных дыр в шаровых скоплениях могут быть источником гравитационных волн, колеблющихся в пространстве-времени.