Шаровое скопление Омега Центавра

Около 10 миллионов звезд, собранных в шар диаметром примерно 150 световых лет, – так выглядит Омега Центавра, она же NGC 5139. Это самое большое и самое яркое из примерно двух сотен шаровых скоплений, которые обращаются вокруг Млечного Пути в его гало.

От нас скопление отделяют около 17 тысяч световых лет, а все его звезды намного старше Солнца.

На снимке хорошо видна особенность, которую легко пропустить при взгляде на черно-белые фотографии: среди голубовато-белой россыпи выделяются желтые и оранжевые точки. Это красные гиганты – состарившиеся звезды, которые раздулись и остыли. В плотном ядре скопления их свет сливается в сплошное сияние, но на окраинах каждый гигант виден отдельно.

Почему скопление назвали как звезду

Название «Омега Центавра» звучит как имя звезды – и это не случайность. Скопление настолько яркое, что его видно невооруженным глазом, и почти 2000 лет назад Птолемей внес его в свой каталог как обычную звезду. В начале XVII века Иоганн Байер тоже принял его за звезду и присвоил греческую букву – омегу, последнюю в алфавите.

Первым заметить, что с «звездой» что-то не так, удалось Эдмонду Галлею: в 1677 году с острова Святой Елены он описал ее как туманность. А в 1830-х годах Джон Гершель в свой телескоп разглядел, что туманное пятно состоит из множества звезд, и признал в нем шаровое скопление. Имя, однако, так и осталось звездным.

Омега Центавра – ядро съеденной галактики?

Обычно звезды шарового скопления рождаются почти одновременно из одного облака газа, поэтому у них одинаковый возраст и химический состав. Омега Центавра нарушает это правило. В ней нашли несколько звездных населений: звезды разных поколений различаются и возрастом, и содержанием тяжелых элементов. Значит, звездообразование здесь шло не одной вспышкой, а в несколько этапов.

Для обычного скопления это слишком сложная история, зато для галактики – вполне нормальная. Поэтому многие астрономы считают, что Омега Центавра – это уцелевшее ядро карликовой галактики, которую когда-то поглотил Млечный Путь. Внешние звезды у нее сорвало приливными силами, а плотная центральная часть выжила. Эту версию подкрепляют и масса скопления – около 4 миллионов солнечных, примерно вдесятеро больше, чем у других крупных шаровых скоплений, – и его необычная орбита: Омега Центавра обращается вокруг центра Галактики в обратную сторону по сравнению с большинством звезд диска.

В 2019 году нашлись и сорванные звезды. Анализ данных космического телескопа Gaia выявил длинный звездный поток, протянувшийся по небу на десятки градусов, – его назвали Фимбультуль (Fimbulthul). По движению и составу звезд поток совпадает с Омегой Центавра: это вещество, которое скопление теряет, двигаясь по орбите.

Черная дыра промежуточной массы в центре скопления

Если Омега Центавра – ядро бывшей галактики, в ее центре может прятаться черная дыра. Искали ее почти два десятилетия, а спор шел о том, чем объясняется высокая скорость звезд в центре: одной массивной черной дырой или множеством мелких.

В 2024 году международная команда под руководством Максимилиана Хэберле из Института астрономии Общества Макса Планка проанализировала более 500 снимков «Хаббла», сделанных за 20 лет. Большая часть этих кадров изначально снималась для калибровки приборов телескопа, но оказалась идеальным архивом: по ним удалось измерить движение 1,4 миллиона звезд скопления.

В самом центре нашлись семь звезд, которые движутся слишком быстро. С такой скоростью они должны были бы давно покинуть скопление, но что-то удерживает их на месте. Единственное объяснение – массивный невидимый объект, и по расчетам это черная дыра массой не меньше 8200 солнечных.

Такие черные дыры называют черными дырами промежуточной массы. Они тяжелее звездных, масса которых обычно не превышает сотню солнечных, и намного легче сверхмассивных, сидящих в ядрах галактик. Промежуточных известно очень мало, и их считают недостающим звеном в эволюции черных дыр. Если открытие подтвердится, черная дыра в Омеге Центавра окажется ближе к нам, чем Стрелец A* в центре Млечного Пути, – 17,7 тысячи световых лет против 26 тысяч.

Можно ли увидеть Омегу Центавра из России

Скопление находится далеко на юге неба, в созвездии Центавра, почти на 47,5° южнее небесного экватора. Из большей части России оно не восходит вовсе. Даже в Дербенте, самом южном городе страны, Омега Центавра в лучшем случае поднимается над горизонтом примерно на градус, где ее съедают дымка и огни.

Зато она хорошо видна в поездках на юг. Из Египта или ОАЭ скопление поднимается на 15–18°, а из Таиланда – больше чем на 30°. Зимой его стоит искать под утро на юге, весной – около полуночи. При темном небе Омега Центавра видна глазом как туманная звездочка. В бинокль она выглядит светящимся шаром, а в телескоп с апертурой от 100–150 мм распадается на тысячи отдельных звезд.

Источники

1. Fast-moving stars around an intermediate-mass black hole in ω Centauri – M. Häberle и др., Nature, 2024
2. NASA's Hubble Finds Strong Evidence for Intermediate-Mass Black Hole in Omega Centauri – NASA, 2024
3. Identification of the long stellar stream of the prototypical massive globular cluster ω Centauri – R. Ibata и др., Nature Astronomy, 2019
4. Black hole found in enigmatic Omega Centauri – ESA/Hubble, 2008