Доказано существование черных дыр с промежуточной массой

Астрономы из США и Европы провели наблюдения источника рентгеновского излучения HLX-1, который многие отождествляют с чёрной дырой редкого типа, и доказали, что его параметры изначально были определены правильно.

HLX-1, принадлежащий к классу источников со сверхбольшой светимостью (hyper-luminous X-ray source), считается самым мощным из них: его светимость должна составлять около 10⁴² эрг/с. Это значение представляет значительный интерес, поскольку превышает теоретический предел Эддингтона для чёрных дыр звёздной массы.

Источник располагается на периферии галактики ESO 243-49, которая имеет красное смещение z = 0,0224 (эта величина примерно соответствует расстоянию в 290 млн световых лет). Для того чтобы установить его истинные характеристики, необходимо знать, как далеко он находится; его, естественно, определили на то же красное смещение, что и ESO 243-49, но через некоторое время учёные начали выдвигать другие версии происхождения HLX-1. Высказываются, к примеру, предположения о том, что за излучение HLX-1 отвечает двойная звезда, расположенная ближе к Земле.

Изображение HLX-1, переданное телескопами «Магеллан»

Около года назад сообщалось о результатах рентгеновских наблюдений HLX-1, которые подтвердили правильность оценки удаления источника. В своей новой работе астрономы рассматривают данные наблюдений совпадающего с HLX-1 оптического источника, выполненных с помощью спектрографа FORS2 «Очень большого телескопа». Отделив спектр интересовавшего их объекта от фонового, авторы обнаружили чёткую линию испускания на 6 721 Å. Эта величина точно соответствует линии Н-альфа на красном смещении ESO 243-49. Н-альфа, напомним, включается в спектральную серию Бальмера.

В верхней части красным выделен спектр, полученный при наблюдении HLX-1, а синим — фоновый спектр. Снизу показан результат вычитания фона.

«Такой результат будет очень сложно объяснить, если исключить возможность существования «промежуточной» чёрной дыры с массой от 500 до 10 000 солнечных», — говорит участник исследования Шон Фаррелл (Sean Farrell) из Лестерского университета (Великобритания).