Отсутствие массивных черных дыр в данных от телескопов вызвано предвзятостью

Наши телескопы никогда не обнаруживали черных дыр, масса которых в 20 раз превышает массу Солнца. Однако теперь мы знаем об их существовании, поскольку недавно было «услышано» слияние десятков таких черных дыр с помощью гравитационно-волнового излучения. Команда астрономов обнаружила, что эти, казалось бы, противоречивые результаты можно объяснить предвзятостью о массивных черных дырах при обычных наблюдениях с помощью телескопов.

Об этом рассказывают в Нидерландском институте космических исследований (SRON). Исследование было опубликовано в The Astrophysical Journal.

В 2015 году оборудование LIGO впервые обнаружило гравитационные волны. Их излучали две массивные черные дыры массой в несколько десятков солнц в процессе своего слияния. Это открытие всколыхнуло Вселенную, а также астрономическое сообщество, поскольку мало кто из астрономов предполагал, что такие массивные черные дыры будут существовать, не говоря уже о том, что они могут сливаться. До обнаружения гравитационных волн наши обычные телескопы нашли доказательства существования черных дыр звездной массы примерно в 20 случаях. Однако никогда не было найдено ни одной такой массивной, как те, которые сейчас наблюдаются благодаря гравитационно-волновому излучению, выпускаемому во время их слияния. К настоящему времени обнаружено около 50 таких пар сливающихся черных дыр, в том числе с помощью европейского детектора Virgo, опять же, в большинстве случаев, это массивные черные дыры. Телескопы до сих пор не нашли таких черных дыр.

Это несоответствие можно частично объяснить большим объемом Вселенной, исследуемой детекторами гравитационных волн. LIGO-Virgo может найти такие массивные черные дыры легче, потому что их волны сильнее по сравнению с волнами от менее массивных черных дыр, что означает, что это могут быть редкие, но громкие события. Но почему ноль обнаруженных таких черных дыр с помощью телескопов?

Черные дыры или, по крайней мере, их близкое окружение загораются, когда они медленно пожирают звезду-компаньона. Посредством измерений орбитального движения несчастной звезды можно определить массу черной дыры.

Новости по подобной теме:

		В нашей галактике найдена самая массивная черная дыра звездной массы
		Астрономы обнаружили крошечную черную дыру, неоднократно пробивающую газовый диск более крупной черной дыры
		Сверхмассивные черные дыры ненадолго просыпаются из глубокого сна благодаря измельченным ими звездам

Команда астрономов под руководством Питера Йонкера (SRON/Университет Радбуда) поняла, что наблюдения с помощью телескопов предвзяты к обнаружению массивных черных дыр. Такие массивные черные дыры, в принципе, можно наблюдать, если они потребляют массу звезды-компаньона. Однако на практике условия для этих наблюдений были слишком сложными, что объясняет отсутствие обнаружения массивных черных дыр с помощью наблюдений телескопами.

Самые большие черные дыры образуются вследствие имплозии массивных звезд, а не в результате их взрыва («сверхновых»). Эти массивные черные дыры, образованные в результате имплозии, остаются на том же месте, где родилась их предшественница (массивная звезда), на плоскости галактики Млечный Путь. Однако это означает, что они остаются окутанными пылью и газом. Их более легкие сестры и братья — черные дыры, рожденные из массивных звезд в результате взрывов сверхновых, испытывают толчок, который выбрасывает их из плоскости Млечного Пути, что делает их более доступными для наблюдений для наших телескопов, измеряющих их массу.

Ухудшает эту предвзятость, как осознали Йонкер и его коллеги, то, что любая звезда-компаньон массивной черной дыры должна вращаться на относительно большом расстоянии, что делает более редкой ситуацию, когда звезда-компаньон поглощается в наблюдаемом безумии. Именно такие эпизоды разоблачают существование и расположение черных дыр. Таким образом, более массивные черные дыры будут реже выдавать свое местоположение.

Неизбежный запуск космического телескопа Джеймса Вебба (JWST) 18 декабря этого года позволит астрономам проверить эти идеи. JWST впервые позволит измерить массу нескольких систем-кандидатов на черные дыры в плоскости Млечного Пути. JWST будет чувствительным к инфракрасному свету, и на такой свет влияет пыль и газ гораздо меньше, чем на оптический, обычно используемый наземными телескопами. Кроме того, большой размер JWST и его выгодное положение в космосе позволят ему выбрать нужную звезду для исследования среди миллионов звезд в плоскости Млечного Пути. Наконец, находясь над атмосферой Земли, JWST не будет испытывать помех инфракрасному излучению от атмосферы.

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

• Черные дыры