Найдено черную дыру, одну из ближайших к Земле и одну из наименьших

Ученые обнаружили одну из самых маленьких зафиксированных черных дыр -- и одну из ближайших к Земле из найденных на сегодняшний день.

Об этом рассказывают в Университете штата Огайо.

Исследователи назвали ее "Единорогом", отчасти потому, что она пока единственная в своем роде, и отчасти потому, что ее нашли в созвездии Моноцерос -- "Единорог". Выводы были опубликованы 21 апреля в журнале "Ежемесячные сообщения Королевского астрономического общества" (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society).

"Когда мы посмотрели на данные, эта черная дыра -- Единорог -- просто выскочила", - сказал ведущий автор Таринду Джаясинге, докторант астрономии Университета штата Огайо и президентский стипендиат штата Огайо.

Единорог примерно втрое превышает массу нашего Солнца -- крошечный для черной дыры. Во Вселенной было обнаружено очень мало черных дыр этой массы. Эта черная дыра находится на расстоянии 1500 световых лет от Земли, все еще внутри галактики Млечный Путь. И пока Джаясинге не стал анализировать, она, по сути, пряталось на виду.

Черная дыра, похоже что, является компаньоном звезды-красного гиганта, а это значит, что они соединены гравитацией. Ученые не могут увидеть черную дыру -- они, по определению, темные не только визуально, но и для инструментов, которые астрономы используют для измерения света и других длин волн.

Но в этом случае они могут увидеть звезду-компаньона черной дыры. Эта звезда была хорошо задокументирована телескопическими системами, включая KELT, запущенный Университетом Огайо; ASAS, предшественник ASAS-SN, который сейчас запускается Университетом Огайо, и TESS, спутник NASA, который ищет планеты вне нашей Солнечной системы. Данные об этом были широко доступны, но еще не анализировались таким образом.

Когда Джаясинге и другие исследователи проанализировали эти данные, они заметили, что кое-что, чего они не видели, похоже что, вращается вокруг красного гиганта, заставляя свет от этой звезды менять свою интенсивность и видимость в разных точках вокруг орбиты.

Кое-что, как они поняли, дергало красного гиганта и меняло его форму. Этот эффект подергивания, который называется приточным искажением, сигнализирует астрономам о том, что что-то влияет на звезду. Одним из вариантов была черная дыра, но она должна быть небольшой -- меньше, чем в пять раз больше массы нашего Солнца, попадая в окно размеров, которое астрономы называют «массовым зазором». Лишь недавно астрономы рассмотрели возможность существования черных дыр этой массы.

"Когда вы смотрите по-другому, что мы и делаем, вы находите другие вещи", - сказал Крис Станек, соавтор исследования, профессор астрономии Университета Огайо и заслуженный ученый этого вуза. "Таринду посмотрел на эту вещь, на которую посмотрело так много других людей, и вместо того, чтобы исключить возможность, что это может быть черная дыра, он сказал: "Ну, а что, как это может быть черная дыра?"

Это приточное искажение вызвано приточной силой невидимого компанйьона -- черной дыры.

"Подобно тому, как гравитация Луны искажает океаны Земли, заставляя моря быть выпуклыми к Луне и от нее, вызывая высокие приливы, так и черная дыра искажает звезду в фому мяча для американского футбола с одной осью длиннее другой", - сказал Тодд Томпсон, соавтор исследования, заведующий кафедрой астрономии Университета Огайо и заслуженный ученый этого вуза. "Самое простое объяснение состоит в том, что это черная дыра -- и в этом случае простое объяснение является наиболее вероятным".

Скорость красного гиганта, период орбиты и способ, при котором приточная сила искажает красного гиганта, рассказали им о массе черной дыры, заставляя их сделать вывод, что эта черная дыра составляет примерно три солнечные массы, или втрое больше, чем Солнце.

Примерно за последнее десятилетие астрономы и астрофизики задавались вопросом, не находят ли они эти черные дыры потому, что используемые ими системы и подходы были недостаточно сложными, чтобы их найти. Или они задавались вопросом, что их просто не существует?

Затем, примерно 18 месяцев назад, многие члены этой исследовательской группы Университета штата Огайо во главе с Томпсоном опубликовали научную статью в журнале Science, предлагая веские доказательства существования этих типов черных дыр. Это открытие побудило Джаясинге и других, как в Университете Огайо, так и во всем мире, тщательно искать меньшие черные дыры. И этот анализ привел их к Единорогу.

Поиск и изучение черных дыр и нейтронных звезд в нашей галактике является решающим для ученых, изучающих космос, поскольку это рассказывает им о том, как звезды образуются и погибают.

Но найти и изучить черные дыры, в большей степени по определению, трудно: отдельные черные дыры не выпускают такой же тип лучей, как другие объекты, излучающие в космос. Для научного оборудованием они электромагнитно бесшумные и темные. Большинство известных черных дыр были обнаружены, поскольку они взаимодействовали со звездой-компаньоном, которая создала много рентгеновских лучей -- и эти рентгеновские лучи видят астрономы.

В последние годы начались более масштабные эксперименты, направленные на выявление меньших черных дыр, и Томпсон заявил, что надеется увидеть больше выявленных черных дыр в "массовом зазоре" в будущем.

"Я думаю, что деятельность движется к этому, чтобы действительно наметить, сколько есть с низкой массой, сколько с промежуточной массой и сколько черных дыр с большой массой, потому что каждый раз, когда вы найдете такую, это даст вам подсказку о том, которая звезда коллапсирует, которая взорвется и которая находится между ними", - сказал он.

Напомним, почти год назад была обнаружена черная дыра еще ближе к Земле, массой приблизительно в четыре солнечных масс.

! Читайте еще интересные новости о космосе на сайте или следите за ними на Facebook.