14.5K
Используя телескоп обсерватории «Gemini», астрономы подтвердили существование «спящей» черной дыры звездной массы, расположенной на расстоянии всего 1,6 тысячи световых лет от Земли. Она является членом двойной системы, превосходит по массе Солнце в десять раз и на данный момент – ближайший к нам известный объект данного типа. Метод обнаружения и выводы ученых представлены в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
«Возьмите Солнечную систему, поместите черную дыру на место Солнца, а Солнце – на место Земли, и вы получите эту систему», – рассказывают авторы открытия.
Черные дыры являются самыми экстремальными объектами во Вселенной. Их сверхмассивные версии, вероятно, находятся в центрах всех крупных галактик. Черные дыры звездной массы, которые «тяжелее» Солнца от пяти до ста раз, встречаются гораздо чаще, и, по оценкам астрономов, только в Млечном Пути их насчитывается до ста миллионов.
Однако на сегодняшний день подтверждены лишь немногие из них, и почти все они «активные», то есть поглощают материю компаньона, выдавая свое присутствие в рентгеновских лучах. «Спящие» черные дыры этого не делают, и обнаружить их можно только по несвойственным для изолированных одиночных объектов движениям вращающихся вокруг них спутников.
Открытая черная дыра, получившая обозначение Gaia BH1, изначально была идентифицирована как кандидат при анализе данных, собранных космическим телескопом «Gaia». Последующие наблюдения в обсерватории «Gemini» стали решающими для ее подтверждения.
«Полученные данные однозначно показали, что система состоит из солнцеподобной звезды и, по крайней мере, одной спящей черной дыры. Мы не смогли найти ни одного правдоподобного астрофизического сценария, который мог бы объяснить наблюдаемую орбиту компаньона, если на него не воздействует хотя бы одна черная дыра», – пояснили авторы открытия.
Стоит отметить, что современные модели эволюции двойных систем затрудняются объяснить, как могла возникнуть такая конфигурация системы Gaia BH1. В частности, звезда-прародительница, которая позже превратилась в черную дыру, была по меньшей мере в двадцать раз массивнее Солнца и прожила бы всего несколько миллионов лет.
«Если обе звезды системы образовались одновременно, то массивная быстро превратилась бы в сверхгиганта, раздувшись и поглотив компаньона, прежде чем он успел эволюционировать до сжигающую водород звезду главной последовательности, подобную нашему Солнцу», – пояснили авторы открытия.
Совсем не ясно, как звезда солнечной массы могла пережить этот эпизод. Теоретические модели, которые допускают выживание, предсказывают, что компаньон черной дыры должен был оказаться на гораздо более близкой к ней орбите, чем та, которая наблюдается на самом деле.
«Это может указывать на то, что в понимании того, как черные дыры формируются и развиваются в двойных системах, существуют важные пробелы, а также предполагает существование еще не изученной популяции спящих черных дыр в двойных системах», – заключили авторы открытия.