Знайдено найближчу до Землі чорну діру

Астрономи виявили чорну діру, яка знаходиться всього за 1000 світлових років від Землі. Чорна діра ближче до нашої Сонячної системи, ніж будь-яка інша знайдена на сьогоднішні, і є частиною потрійної системи, яку можна побачити неозброєним оком.

Команда астрономів з Європейської південної обсерваторії (ESO) та інших інститутів знайшла докази невидимого об’єкта, відстеживши дві його зірки-супутники за допомогою 2,2-метрового телескопа в обсерваторії Ла-Сілла в Чилі. Вони кажуть, що ця система може бути лише вершиною айсберга, оскільки в майбутньому можна буде знайти ще багато подібних чорних дір, розповідають в ESO.

«Ми були вкрай здивовані, коли зрозуміли, що це перша зоряна система з чорною дірою, яку можна побачити неозброєним оком», - каже Петр Гадрава, науковий співробітник Академії наук Чеської Республіки в Празі та співавтор дослідження. Розташована в сузір’ї Телескоп, система настільки близька до нас, що її зірки можна побачити з південної півкулі в темну ясну ніч без біноклів чи телескопа. «Ця система містить найближчу до Землі чорну діру, про яку ми знаємо», - каже науковець ESO Томас Рівініус, який керував дослідженням, опублікованим в журналі «Astronomy & Astrophysics».

Спершу, команда спостерігала за системою, названою HR 6819, в рамках досліджень систем з подвійними зірками. Однак, аналізуючи свої спостереження, вони були приголомшені, коли виявили третє, раніше не виявлене тіло в HR 6819: чорну діру. Спостереження за допомогою спектрографа FEROS на 2,2-метровому телескопі MPG/ESO в Ла-Сілла показали, що одна з двох видимих зірок обертається навколо невидимого об'єкта кожні 40 днів, а друга зірка знаходиться на великій відстані від цієї внутрішньої пари.

Дітріх Бааде, заслужений астроном ESO в Гархінгу і співавтор дослідження, говорить: «Спостереження, необхідні для визначення періоду в 40 днів, мали розподілятися на кілька місяців. Це стало можливим лише завдяки розробленій ESO новаторській схемі спостережень, відповідно до якої спостереження проводяться співробітниками ESO в інтересах вчених, яким це потрібно».

Прихована чорна діра в системі HR 6819 є однією з перших знайдених чорних дір зоряної маси, які не взаємодіють зі своїм оточенням а, отже, вбачаються насправді чорними. Але команда змогла помітити її присутність та обчислити її масу, вивчаючи орбіту зірки внутрішньої пари. «Невидимий об'єкт масою щонайменше в 4 рази більший від Сонця може бути лише чорною дірою», - підсумовує Рівініус, знаходячись в Чилі.

На сьогоднішній день астрономи помітили лише пару десятків чорних дір у нашій галактиці, майже всі вони сильно взаємодіють зі своїм оточенням та роблять свою присутність відомою, випускаючи в цій взаємодії потужні рентгенівські промені. Але вчені підрахували, що протягом життя Чумацького Шляху набагато більше зірок колапсували в чорні діри, коли закінчили своє життя. Відкриття мовчазної невидимої чорної діри в HR 6819 дає підказки про те, де може бути багато прихованих чорних дір в Чумацькому Шляху. «Повинно бути сотні мільйонів чорних дір, але ми знаємо лише про небагатьох. Знання того, на що потрібно звернути увагу, повинно поставити нас у кращу позицію, щоб знайти їх», - каже Рівініус. Бааде додає, що знаходження чорної діри в потрійній системі настільки близько вказує на те, що ми бачимо лише «верхівку приголомшливого айсберга».

Зараз вже астрономи вважають, що їх відкриття могло б пролити світло на другу систему. «Ми зрозуміли, що інша система, яка називається LB-1, також може бути такою ж потрійною, хоча нам потрібно буде більше спостережень, щоб сказати напевно», - каже Маріанна Хейда, співробітниця докторантури ESO та співавтор наукової статті. «LB-1 знаходиться трохи далі від Землі, але все ще досить близько в астрономічному плані, так що це означає, що, ймовірно, існує набагато більше таких систем. Шукаючи та вивчаючи їх, ми зможемо дізнатися багато про утворення та еволюцію тих рідкісних зірок, які починають своє життя більш ніж у 8 разів більше маси Сонця і закінчують їх вибухом наднової, який залишає після себе чорну діру».

Відкриття цих потрійних систем із внутрішньою парою та далекою зіркою також може надати підказки про насильницькі космічні злиття, при яких випускаються гравітаційні хвилі, досить потужні, щоб їх можна було виявити на Землі. Деякі астрономи вважають, що злиття можуть відбуватися в системах, схожих на HR 6819 або LB-1, але там, де внутрішня пара складається з двох чорних дір або чорної діри та нейтронної зірки. Віддалений зовнішній об’єкт може гравітаційно впливати на внутрішню пару таким чином, що він викликатиме злиття та вивільнення гравітаційних хвиль. Хоча HR 6819 та LB-1 мають лише одну чорну діру і не мають нейтронних зірок, ці системи могли б допомогти вченим зрозуміти, як зіркові зіткнення можуть статися в потрійних зоряних системах.

Це дослідження було представлено у статті «Потрійна система неозброєним оком з чорною дірою, що не акреціює, у внутрішньому бінарі», опублікованій 6 травня в «Astronomy & Astrophysics».

Читайте ще цікаві новини про космос.