С помощью телескопа обсерватории «Gemini» ученые смогли подтвердить наличие «спящей» черной дыры звездной массы, находящейся на удалении приблизительно в 1,6 тысячи световых лет от нашей планеты. Этот объект входит в состав двойной системы, обладает массой, превышающей массу Солнца в десять раз, и на текущий момент представляет собой ближайший к Земле известный экземпляр подобного рода. Описание метода обнаружения и полученные результаты были опубликованы в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society .
«Представьте себе Солнечную систему, где черная дыра занимает место Солнца, а наше светило перемещено на орбиту Земли – это будет выглядеть как эта система», – поясняют исследователи, сделавшие открытие.
Черные дыры характеризуются как наиболее экстремальные объекты, существующие во Вселенной. Считается, что сверхмассивные черные дыры располагаются в центрах большинства крупных галактик. Черные дыры звездной массы, масса которых варьируется от пяти до ста солнечных масс, встречаются значительно чаще, и по предварительным оценкам астрономов, их количество в Млечном Пути может достигать ста миллионов.
Тем не менее, на текущий момент достоверно зафиксировано лишь небольшое количество подобных объектов, причем большинство из них демонстрируют «активную» фазу, характеризующуюся поглощением вещества компаньона и излучением рентгеновских лучей. «Спящие» черные дыры лишены этой особенности, и их можно обнаружить исключительно по аномальным траекториям вращающихся вокруг них небесных тел.
Черная дыра, получившая наименование Gaia BH1, была первоначально выявлена в качестве потенциального кандидата при обработке данных, полученных космическим телескопом «Gaia». Подтверждение ее существования стало возможным благодаря последующим наблюдениям, проведенным в обсерватории «Gemini».
«Собранные данные убедительно свидетельствуют о том, что система включает в себя звезду, схожую по своим характеристикам с Солнцем, и как минимум одну черную дыру в состоянии покоя. Мы не смогли предложить ни одной реалистичной физической модели, способной объяснить наблюдаемую орбиту компаньона, если на него не оказывает влияния хотя бы один гравитационный объект подобного рода», – заявили ученые, сделавшие это открытие.
Следует подчеркнуть, что современные теоретические разработки в области эволюции двойных звезд испытывают трудности при объяснении формирования системы Gaia BH1. В частности, звезда-предшественница, впоследствии трансформировавшаяся в черную дыру, обладала массой не менее чем в двадцать раз превышающей массу Солнца и имела бы относительно короткий жизненный цикл – всего несколько миллионов лет.
«В случае одновременного формирования двух звезд в системе, более массивная звезда быстро трансформировалась бы в сверхгиганта, что привело бы к поглощению менее массивной звезды до того, как она успела бы достичь стадии горения водорода и стать звездой главной последовательности, аналогичной нашему Солнцу», – объяснили исследователи, сделавшие это открытие.
Остается неясным механизм, благодаря которому звезда с массой, сопоставимой с солнечной, смогла пережить подобное событие. Существующие теоретические расчеты, допускающие возможность выживания такой звезды, указывают на то, что компаньон черной дыры должен был вращаться вокруг нее по гораздо более близкой орбите, чем та, которая была зафиксирована в ходе наблюдений.
«Это может свидетельствовать о наличии существенных недостатков в современных представлениях о формировании и эволюции черных дыр в двойных системах, а также подразумевает существование ранее неизвестной группы неактивных черных дыр, находящихся в двойных системах», – подытожили авторы работы.
