Открытие коварной черной дыры проливает свет на смерть звезд, образование черных дыр и гравитационные волны

В области исследования черных дыр всегда происходит что-то новое и увлекательное.

Об этом рассказывает астрофизик Идан Гинзбург из Государственного университета штата Джорджия в издании The Conversation, передают OstanniPodii.com.

Альберт Эйнштейн впервые опубликовал свою книгу с объяснением теории общей теории относительности – в которой постулировались черные дыры – в 1922 году. Сто лет спустя астрономы получили реальные изображения черной дыры в центре Млечного Пути. В недавно опубликованной работе группа астрономов описывает еще одно новое увлекательное открытие: первую "спящую" черную дыру, наблюдающуюся за пределами нашей галактики.

Спящие черные дыры – это черные дыры, не излучающие (из аккреционных дисков) никакого заметного света. Потому их трудно обнаружить. Новое открытие очень интересно, поскольку дает представление об образовании и эволюции черных дыр. Эта информация жизненно важна для понимания гравитационных волн, а также других астрономических явлений, отметил Идан Гинзбург.

Что же представляет собой VFTS 243?

VFTS 243 – это бинарная система, то есть она состоит из двух объектов, вращающихся вокруг общего центра масс. Первый объект – очень горячая голубая звезда, масса которой в 25 раз больше массы Солнца, а второй – черная дыра, в девять раз массивнее Солнца. VFTS 243 находится в туманности Тарантула в Большом Магеллановом Облаке, спутниковой галактике Млечного Пути, расположенной на расстоянии около 163 000 световых лет от нас.

Это видео начинается с вида Млечного Пути и масштабируется до VFTS 243, расположенного в Большом Магеллановом Облаке.

Черная дыра в VFTS 243 считается спящей, поскольку она не испускает ни одного излучения, которое можно обнаружить. Это резко контрастирует с другими бинарными системами, в которых от черной дыры проявляется сильное рентгеновское излучение.

Диаметр черной дыры составляет около 54 километров, и она меньше энергичной звезды-компаньона, которая примерно в 200 000 раз больше. Обе они быстро вращаются вокруг общего центра масс. Даже в мощные телескопы визуально система кажется одной голубой точкой.

Поиск спящих черных дыр

Астрономы подозревают, что в Млечном Пути и Большом Магеллановом облаке скрываются сотни подобных бинарных систем с черными дырами, не излучающими рентгеновские лучи. Черные дыры легче всего заметить, когда они отбирают вещество у звезды-компаньона, этот процесс известен как "питание".

В результате питания образуется диск из газа и пыли, окружающий черную дыру. Когда материал в диске падает внутрь в черную дыру, трение нагревает аккреционный диск до миллионов градусов. Эти горячие диски вещества испускают большое количество рентгеновского излучения. Первой черной дырой, обнаруженной таким образом, стала знаменитая система Cygnus X-1.

Слева – оптическое изображение Cygnus X-1, очерченное красной рамкой. Справа – иллюстрация художника, показывающая внешние слои черной дыры, отсасывающие материю от звезды-компаньона и формирующие аккреционный диск. X-ray: NASA/CXC; Optical: Digitized Sky Survey

Астрономы уже много лет знают, что VFTS 243 является бинарной системой, но является ли эта система парой звезд или танцем между одной звездой и черной дырой, было непонятно. Чтобы определить, что именно является истиной, команда по изучению бинарной системы использовала метод, который называется спектральным распутыванием. Эта техника разделяет свет от VFTS 243 на его длины волн, что похоже на происходящее, когда белый свет попадает в призму и получаются разные цвета.

Этот анализ показал, что свет VFTS 243 происходит от одного источника, а не двух отдельных звезд. Поскольку от спутника звезды не получается никакого излучения, единственным возможным выводом было то, что второе тело в бинаре является черной дырой и, таким образом, первой спящей черной дырой, обнаруженной за пределами галактики Млечный Путь.

Почему VFTS 243 важен?

Большинство черных дыр с массой менее 100 солнц образуются в результате коллапса массивной звезды. Когда это случается, часто происходит грандиозный взрыв, известный как сверхновая.

Тот факт, что черная дыра в системе VFTS 243 находится на круговой орбите относительно звезды, является убедительным доказательством того, что не было взрыва сверхновой, которая иначе могла бы вытолкнуть черную дыру из системы или по крайней мере нарушить орбиту. Похоже, что звезда-прародительница коллапсировала непосредственно, образовав черную дыру без взрыва.

Массивная звезда в системе VFTS 243 проживет еще всего 5 миллионов лет – мгновение ока по астрономическим масштабам времени. Смерть звезды должна привести к образованию другой черной дыры, превратив систему VFTS 243 в бинарную черную дыру.

На сегодня астрономы обнаружили около 100 событий, в которых бинарные черные дыры сливаются и производят пульсации в пространстве-времени. Но как образуются эти бинарные системы из черных дыр, пока неизвестно, поэтому VFTS 243 и подобные еще не открытые системы так важны для будущих исследований. Возможно, у природы есть чувство юмора – ведь черные дыры являются самыми темными объектами в мире и не выпускают из себя никакого света, но они освещают наше фундаментальное понимание Вселенной.

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