№12 декабрь 2022

Портал функционирует при финансовой поддержке Министерства цифрового развития, связи и массовых коммуникаций.

Астрономы обнаружили самую близкую к Земле чёрную дыру

Чёрная дыра в десять раз массивнее Солнца расположена в созвездии Змееносца на расстоянии около 1600 световых лет от Земли, но не это самое интересное.

Чёрные дыры потому и чёрные, что на фоне бесконечной черноты космоса их толком и не разглядеть — даже луч света не может преодолеть гравитацию чёрной дыры. Хотя дыра всё-таки может «светиться». Точнее, не она сама, а разогнанные до околосветовых скоростей межзвёздный газ, пыль или другая материя, испускающие перед падением на чёрную дыру рентгеновское излучение. Если не брать во внимание сверхмассивные чёрные дыры в центрах галактик, то их более скромные по размерам «коллеги» с массами до сотни солнечных обнаруживаются в том случае, если совсем рядом с ними есть какая-нибудь звезда. Чёрная дыра потихоньку «высасывает» из такой звезды вещество, которое успевает послать рентгеновский сигнал «SOS». Соответственно, большинство известных чёрных дыр — это двойные системы чёрная дыра—звезда-компаньон. А вот если чёрная дыра «живёт одна» и ничего ни у кого не отнимает, то увидеть её шансов мало. Хотя таких «спящих» чёрных дыр, по всей видимости, в нашей галактике должно быть не мало. Вся проблема лишь в том, что их не видно…

Двойная система, в которой есть звезда и чёрная дыра в представлении художника. Илл.: International Gemini Observatory/NOIRLab/NSF/AURA/J. da Silva/Spaceengine/M. Zamani, noirlab.edu.

Впрочем, есть одна возможность попытаться «увидеть» такую спящую чёрную дыру. Правда, с условием, что по соседству с чёрной дырой всё-таки должна быть какая-нибудь звезда. Но располагаться она должна достаточно далеко для того, чтобы дыра не могла «откусить» от звезды кусочек, но и не очень далеко, чтобы звезда «чувствовала» гравитационное влияние от своего тёмного компаньона. Тогда, наблюдая за звездой, по характеру её движения можно судить о наличии рядом с ней чёрной дыры.

Исследователи из Института астрономии общества Макса Планка и нескольких других научных центров, судя по всему, нашли как раз такую чёрную дыру. Сначала, анализируя данные с орбитального телескопа «Гайя» Европейского космического агентства, они нашли потенциального кандидата — звезду из созвездия Змееносца, расположенную на расстоянии около 1600 световых лет от Земли. Данные по небольшим смещениям звезды указывали на возможность существования у неё «тёмного компаньона». Но подтвердить это предположение получилось только с помощью более точных наблюдений на телескопе обсерватории Джемини на Гавайах. Они позволили рассчитать параметры орбитального движения звезды и оценить массу второго невидимого объекта в 10 солнечных масс. Сама же двойная система получила название «Gaia BH1». Результаты исследования опубликованы в Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, а препринт работы доступен на портале arxiv.org.

Но если астрономы более чем уверены, что им удалось найти ещё одну чёрную дыру, то вот с историей этой двойной системы чёрная дыра—звезда пока много неясного. Исходя из оценки массы чёрной дыры, её звезда-предшественник должна была иметь массу порядка 30–50 солнечных и в определённый момент своей звёздной «жизни» должна была пройти через стадию сверхгиганта. В этот момент размер звезды увеличился бы настолько, что её внешние оболочки достигли бы орбиты второй звезды-компаньона. И существующие модели эволюции двойных систем показывают, что вторая звезда с параметрами, как в системе Gaia BH1, скорее всего, не переживёт такое соседство со сверхгигантом. Но есть вариант, в котором можно обойти этот момент звёздной эволюции — если вместе одной большой звезды-предшественника чёрной дыры будет две звезды поменьше. Тогда из них впоследствии образуются две близкие друг к другу чёрные дыры, зато находящаяся вдалеке от них звезда-компаньон, вероятно, сможет пережить это событие без катастрофических для себя последствий. Так что у астрономов впереди ещё много работы: и искать новые «спящие» чёрные дыры, и уточнять модели эволюции звёздных систем.

Автор: Максим Абаев


Портал журнала «Наука и жизнь» использует файлы cookie. Продолжая пользоваться порталом, вы соглашаетесь с хранением и использованием порталом и партнёрскими сайтами файлов cookie на вашем устройстве. Подробнее