Астрономы обнаружили ближайшую к Земле черную дыру

Астрономы, используя телескоп Gemini North на Гавайях, обнаружили ближайшую к Земле черную дыру, которую назвали Gaia BH1. Черная дыра расположена примерно в 1600 световых годах от нас в созвездии Змееносца, ее масса примерно в 10 раз больше массы Солнца.

Новое открытие стало возможным благодаря тщательным наблюдениям за движением компаньона черной дыры, солнцеподобной звезды, которая вращается вокруг Gaia BH1 примерно на том же расстоянии, на котором Земля вращается вокруг Солнца.

Хотя, вероятно, в галактике Млечный Путь находятся миллионы черных дыр звездной массы, те немногие из них, что удалось обнаружить, были открыты благодаря их энергетическому взаимодействию со звездой-компаньоном. Если же черная дыра не питается активно (т.е. находится в состоянии покоя), она просто сливается со своим окружением.

Первоначально команда определила двойную систему как потенциально содержащую черную дыру, проанализировав данные с космического аппарата Gaia. Спутник зафиксировал мельчайшие нарушения в движении звезды, вызванные гравитацией невидимого массивного объекта. Чтобы исследовать систему более подробно, ученые воспользовались спектрографом Gemini, который измерил скорость звезды-компаньона, когда она вращалась вокруг черной дыры, и обеспечил точное измерение ее орбитального периода.

Последующие наблюдения Gemini позволили команде идентифицировать центральное тело как спящую черную дыру, которая примерно в 10 раз массивнее нашего Солнца.

Команда полагалась не только на наблюдательные возможности Gemini North, но и на способность Gemini предоставлять данные в сжатые сроки, поскольку у ученых было лишь короткое окно для проведения последующих наблюдений.

«Когда у нас появились первые свидетельства того, что система содержит черную дыру, у нас была всего одна неделя до того, как два объекта окажутся на самом близком расстоянии друг от друга на своих орбитах. Измерения на этом этапе необходимы для точной оценки массы в двойной системе», - сказали исследователи.

Современные модели эволюции двойных систем, используемые астрономами, с трудом объясняют, как могла возникнуть своеобразная конфигурация системы Gaia BH1. В частности, звезда-прародитель, которая позже превратилась в недавно обнаруженную черную дыру, должна была быть по меньшей мере в 20 раз массивнее Солнца. Это означает, что она прожила бы всего несколько миллионов лет. Если бы обе звезды образовались одновременно, эта массивная звезда быстро превратилась бы в сверхгиганта, раздувшись и поглотив другую звезду, прежде чем та успела бы стать звездой главной последовательности, подобной нашему Солнцу.

Совсем не ясно, как звезда солнечной массы могла пережить этот эпизод. Теоретические модели, которые допускают ее выживание, предсказывают, что звезда солнечной массы должна была оказаться на гораздо более узкой орбите, чем та, что наблюдается сейчас.

Это может указывать на то, что существуют значительные пробелы в нашем понимании того, как черные дыры формируются и эволюционируют в двойных системах, а также предполагает существование пока неисследованной популяции спящих черных дыр в двойных системах.

источник: