Черные дыры действительно являются черными, но они не обязательно невидимы. Они бывают самых разных размеров, от микроскопических до сверхмассивных, с одной ключевой общей чертой: границей, известной как горизонт событий, за пределы которой не может выйти даже свет.

Тем не менее, черные дыры рядом с такими объектами, как звезды, могут становиться видимыми, когда они высасывают вещество из своих соседок, заставляя его ярко светиться и закручиваться вокруг себя, пока оно окончательно не канет в небытие. Те из них, которые лишены такого соседства, обнаружить гораздо сложнее — лишь самые массивные выдают себя через гравитационное воздействие на другие близлежащие объекты.

В статье, опубликованной в журнале Astronomy & Astrophysics, исследователи говорят, что они провели именно такое наблюдение — открыли объект, который может быть самой близкой к нам известной черной дырой. Их исследование HR 6819, до этого момента неприметной звездной системы, которая едва видна невооруженным глазом в южном созвездии Телескоп, показало, что одна из ее двух известных звезд вращается вокруг невидимого объекта с периодом в 40 дней.

Более пристальное изучение, по словам ученых, показывает, что этот невидимый объект представляет собой черную дыру с массой, примерно в 4.2 раза превышающей массу нашего Солнца. С учетом того, что расстояние до HR 6819 составляет достаточно скромные по космическим меркам тысячу световых лет, звезда сравнимой массы в этой звездной системе, вероятно, была бы достаточно яркой, чтобы ее легко можно было увидеть в телескоп, говорят исследователи. Таким образом, наиболее вероятным объяснением является черная дыра.


Большая синяя точка в центре — это и есть система HR 6819. Она имеет звездную величину 5.33, так что ее с трудом можно увидеть невооруженным глазом. Для тех, кто хочет попытаться ее увидеть — ее экваториальные координаты 18h 17m 07.5s, склонение: -56° 01' 24'' (прямое восхождение). Галактические координаты — долгота 338.39°, широта -17.69°.

«Сначала мы думали, что [HR 6819] является бинарной [системой]», — говорит Томас Ривиниус из Европейской южной обсерватории (ESO), который является ведущим автором исследования. «Но когда мы посмотрели внимательнее, мы увидели, что там не два, а фактически три [объекта]».

Астрономы использовали 2.2-метровый телескоп Ла-Силла в обсерватории ESO в Чили, чтобы сделать это открытие. Но это обнаружение не было недавним: наблюдения, позволившие сделать это открытие, фактически проводились в течение нескольких месяцев в 2004 году. Однако в прошлом году появилось сообщение о возможной черной дыре в аналогичной системе под названием LB-1, что вызвало некоторые споры — это и побудило Ривиниуса и его команду пересмотреть свои архивные данные. «Все выглядело точно так же», — говорит он. «И я подумал — подождите-ка секунду, в моем ящике с неиспользованными данными есть что-то похожее на [LB-1]».

Команда Ривиниуса считает, что черная дыра в системе HR 6819 — это результат взрыва сверхновой десятки миллионов лет назад, исходя из предполагаемого возраста двух оставшихся звезд системы. И до сих пор ее не замечали из-за того, что ее орбитальное отделение от звезд-компаньонов было достаточным для того, чтобы мешать ей заниматься каннибализмом.

Напротив, другие известные черные дыры в двойных системах являются спутниками звезд, которыми они и пируют, тем самым окружая себя светящимися дисками материала, испускающими обильное рентгеновское излучение. Однако такие системы все еще являются большой редкостью: астрономы обнаружили только несколько десятков этих «рентгеновских двойных» среди сотен миллиардов звезд в нашей галактике.


Художественное изображение двойной системы с черной дырой.

И если система HR 6819 действительно содержит черную дыру, это позволяет узнать некоторые любопытные детали. Во-первых, сверхновые, как ожидается, дают любым ближайшим звездам гравитационный «толчок», потенциально нарушая их орбиты и отправляя их в межзвездное пространство. «Тот факт, что эта тройная система все еще существует, говорит нам, что не было сильного толчка, если он вообще был», — говорит Ривиниус. «Так что, видимо, мы узнали кое-что новое о сверхновых — то, что черные дыры могут образовываться без толчков».

Еще одним следствием является тот факт, что такие покоящиеся черные дыры могут встречаться гораздо чаще, чем предполагалось ранее. Возможно, что LB-1 является еще одним примером этого до сих пор неизвестного класса систем с черными дырами. Однако, будучи более отдаленной и слабой, ее гораздо труднее наблюдать. «Мы предложили также изучить LB-1», — говорит Ривиниус.

HR 6819 также может дать некоторые наводящие подсказки о том, как именно образуются системы двойных черных дыр, которые производят гравитационные волны. Такие системы, будь то две черные дыры или черная дыра и нейтронная звезда, как известно, производят эти волны в пространстве-времени, когда они сливаются. Но то, как они возникают до слияния, остается предметом интенсивных споров в астрофизике. «Это действительно неизвестно», — говорит Лаура Наттал из Университета Портсмута в Англии, которая не участвовала в исследовании. «До сих пор нет четкого понимания того, как именно они образуются».

Карим Эль-Бадри из Калифорнийского университета в Беркли, который также не принимал участия в новом исследовании, считает, что утверждение об обнаружении самой близкой из когда-либо наблюдавшихся черных дыр «определенно правдоподобно». Он отмечает, однако, что этот вывод основан на нескольких предположениях — в частности, предполагается, что самая внутренняя звезда системы, вращающаяся вокруг черной дыры, имеет массу около пяти солнечных.



«Я думаю, что это вполне правдоподобно», — говорит он. Если эта внутренняя звезда не является такой массивной, как предполагают Ривиниус и его команда, невидимый объект тоже был бы менее массивным и, возможно, вообще не являлся бы черной дырой. «Думаю, будет неосторожно говорить о том, что это точно не черная дыра. Но здесь есть некоторая неопределенность», — говорит Эль-Бадри.

В настоящее время также невозможно определить, является ли предполагаемая черная дыра единственным объектом с массой 4.2 солнечных, или же это система из двух звезд по 2.1 массы Солнца, тесно вращающихся вокруг друг друга, говорит Эдвард ван ден Хевел из Университета Амстердама, который также не участвовал в новом исследовании.

«Теоретически, это может быть четверной [звездной системой], и среди ярких звезд на небе таких хватает», — говорит он. «Если бы этот объект начал излучать рентген в какой-то момент, мы были бы точно уверены, что это черная дыра. Но если он этого никогда не сделает, тогда мы останемся с проблемой: это черная дыра или компактная система из двух звезд?»

Однако Ривиниус утверждает, что если бы HR 6819 была четверной системы — фактически двойной двойной — это было бы заметно в излучаемом от нее свете. В конечном счете, чтобы ответить на эти вопросы, потребуются дальнейшие исследования системы, требующие более длительных наблюдений с большим количеством телескопов.

«Как только наши обсерватории снова начнут работать, мы попробуем это сделать», — говорит Ривиниус, отмечая, что телескопы по всему миру закрываются в ответ на продолжающуюся пандемию коронавируса. Ну а пока что, видимо, мы имеем дело с ближайшей к нам черной дырой — на порядок ближе, чем Стрелец А*, расположенной в центре Млечного Пути.




iGuides в Telegram — t.me/igmedia
iGuides в Яндекс.Дзен — zen.yandex.ru/iguides.ru
У нас есть подкаст и его видео-версия