Знайдено чорну діру, одну з найближчих до Землі і одну з найменших

Вчені виявили одну з найменших зафіксованих чорних дір -- і одну з найближчих до Землі зі знайдених на сьогоднішній день.

Про це розповідають в Університеті штату Огайо.

Дослідники назвали її "Єдинорогом", частково тому, що вона поки що єдина у своєму роді, і частково через те, що її знайшли в сузір′ї Моноцерос -- "Єдиноріг". Висновки були опубліковані 21 квітня у журналі "Щомісячні повідомлення Королівського астрономічного товариства" (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society).

"Коли ми подивилися на дані, ця чорна діра -- Єдиноріг -- просто вискочила", - сказав провідний автор Тарінду Джаясінге, докторант астрономії Університету штату Огайо і президентський стипендіат штату Огайо.

Єдиноріг приблизно втричі перевищує масу нашого Сонця -- крихітний для чорної діри. У Всесвіті було виявлено дуже мало чорних дір цієї маси. Ця чорна діра знаходиться на відстані 1500 світлових років від Землі, все ще всередині галактики Чумацький Шлях. І поки Джаясінге не почав аналізувати, вона, по суті, ховалося на виду.

Чорна діра, сходе що, є компаньйоном зірки-червоного гіганта, а це означає, що вони з’єднані гравітацією. Вчені не можуть побачити чорну діру -- вони, за визначенням, темні не тільки візуально, але й для інструментів, які астрономи використовують для вимірювання світла та інших довжин хвиль.

Але в цьому випадку вони можуть побачити зірку-компаньйона чорної діри. Ця зірка була добре задокументована телескопічними системами, включаючи KELT, запущений Університетом Огайо; ASAS, попередник ASAS-SN, який зараз запускається Університетом Огайо, і TESS, супутник NASA, який шукає планети поза нашою Сонячною системою. Дані про це були широко доступні, але ще не аналізувалися таким чином.

Коли Джаясінге та інші дослідники проаналізували ці дані, вони помітили, що дещо, чого вони не бачили, схоже що, обертається навколо червоного гіганта, змушуючи світло від цієї зірки змінювати свою інтенсивність та видимість у різних точках навколо орбіти.

Дещо, як вони зрозуміли, смикало червоного велетня і змінювало його форму. Цей ефект сіпання, який називається припливним спотворенням, сигналізує астрономам про те, що щось впливає на зірку. Одним із варіантів була чорна діра, але вона мала б бути невеликою -- менше, ніж у п’ять разів більшою за масу нашого Сонця, потрапляючи у вікно розмірів, яке астрономи називають «прогалиною маси». Лише нещодавно астрономи розглянули можливість існування чорних дір цієї маси.

"Коли ви дивитесь по-іншому, що ми і робимо, ви знаходите інші речі", - сказав Кріс Станек, співавтор дослідження, професор астрономії Університету Огайо та заслужений вчений цього вишу. "Тарінду подивився на цю річ, на яку подивилося так багато інших людей, і замість того, щоб відкинути можливість, що це може бути чорна діра, він сказав: "Ну, а що, як це може бути чорна діра?"

Це припливне спотворення спричинене припливною силою невидимого компанйьона -- чорної діри.

"Подібно до того, як гравітація Місяця спотворює океани Землі, змушуючи моря бути випуклими до Місяця і від нього, викликаючи високі припливи, так і чорна діра спотворює зірку у фому м′яча для американського футболу з однією віссю довшою за іншу", - сказав Тодд Томпсон, співавтор дослідження, завідувач кафедри астрономії Університету Огайо та заслужений вчений цього вишу. "Найпростіше пояснення полягає в тому, що це чорна діра -- і в цьому випадку найпростіше пояснення є найбільш вірогідним".

Швидкість червоного гіганта, період орбіти та спосіб, при якому припливна сила спотворює червоного гіганта, розповіли їм про масу чорної діри, змушуючи їх зробити висновок, що ця чорна діра складає приблизно три сонячні маси, або втричі більша, ніж Сонце.

Приблизно за останнє десятиліття астрономи та астрофізики задавались питанням, чи не знаходять вони ці чорні діри тому, що використовувані ними системи та підходи були недостатньо складними, щоб їх знайти. Або вони задавались питанням, що їх просто не існує?

Потім, приблизно 18 місяців тому, багато членів цієї дослідницької групи Університету штату Огайо на чолі з Томпсоном опублікували наукову статтю в журналі Science, пропонуючи вагомі докази існування цих типів чорних дір. Це відкриття спонукало Джаясінге та інших, як в Університеті Огайо, так і в усьому світі, ретельно шукати менші чорні діри. І цей аналіз привів їх до Єдинорога.

Пошук і вивчення чорних дір та нейтронних зірок у нашій галактиці є вирішальним для вчених, які вивчають космос, оскільки це розповідає їм про те, як зірки утворюються та гинуть.

Але знайти і вивчити чорні діри, у більшій мірі за визначенням, важко: окремі чорні діри не випускають такий самий тип променів, як інші об′єкти, що випромінюють у космос. Для наукового обладнанням вони електромагнітно безшумні і темні. Більшість відомих чорних дір були виявлені, оскільки вони взаємодіяли із зіркою-компаньйоном, яка створила багато рентгенівських променів -- і ці рентгенівські промені бачать астрономи.

В останні роки розпочались більш масштабні експерименти, спрямовані на виявлення менших чорних дір, і Томпсон заявив, що сподівається побачити більше виявлених чорних дір у "прогалині маси" у майбутньому.

"Я думаю, що діяльність рухається до цього, щоб насправді намітити, скільки є з низькою масою, скільки з проміжною масою та скільки чорних дір із великою масою, тому що кожного разу, коли ви знайдете таку, це дасть вам підказку про те, яка зірка колапсує, яка вибухне і яка знаходиться між ними", - сказав він.

Нагадаємо, майже рік тому було виявлено чорну діру ще ближчу до Землі, масою у приблизно чотири сонячних мас.

! Читайте ще цікаві новини про космос на сайті, або слідкуйте за ними на Facebook.