В глубоком космосе обнаружена загадочная «спящая» черная дыра

По словам группы исследователей, известных своими опровержениями открытий черных дыр в прошлом, Большое Магелланово Облако, соседняя с Млечным Путем галактика, является домом для дремлющей черной дыры звездной массы.

«Впервые наша команда собралась вместе, чтобы сообщить об открытии черной дыры, а не отвергнуть ее», — объясняет руководитель исследования Томер Шенар, научный сотрудник Университета Амстердама, Нидерланды.

Ученые из Центра астрофизики/Гарварда и Смитсоновского института (CfA) в США, в том числе Карим Эль-Бадри, обнаружили, что звезда, породившая черную дыру, скорее всего, исчезла без каких-либо признаков взрыва.

«Мы нашли иголку в стоге сена», — сказал Шенар. Несмотря на то, что были предложены другие подобные кандидаты в черные дыры, это первая однозначно обнаруженная черная дыра звездной массы за пределами Млечного Пути.

Массивные звезды разрушаются под действием собственной гравитации, когда они достигают конца своей жизни и образуют черные дыры звездной массы. Когда две звезды вращаются вокруг друг друга, они создают двойную систему с черной дырой, вращающейся вокруг яркой звезды-компаньона. Если черная дыра не излучает высокие уровни рентгеновского излучения, как они обычно обнаруживаются, то она считается «спящей».

Шестилетняя наблюдательная кампания, проводимая Европейская южная обсерватория (ESO) привели к открытию.

«Удивительно, что мы почти не знаем о каких-либо спящих черных дырах, учитывая, насколько распространены астрономы, — признает соавтор Пабло Маршан из Левенского университета (KU Leuven) в Бельгии.

Фактически, недавно обнаруженная черная дыра примерно в девять раз превышает массу Солнца и вращается вокруг горячей голубой звезды, масса которой примерно в 25 раз больше массы нашего Солнца. Другими словами, звезда, вокруг которой вращается «спящая» черная дыра, примерно в 200 000 раз больше, чем сама черная дыра.

Коллаборация нашла VFTS 243 в результате поиска почти 1000 массивных звезд в Туманность Тарантул в Большом Магеллановом Облаке. Это было сделано, чтобы определить, есть ли у них компаньоны в виде черных дыр. К сожалению, может существовать много альтернативных возможностей, что затрудняет идентификацию этих спутников как черных дыр.

«Как исследователь, развенчавший в последние годы возможные черные дыры, я крайне скептически отнесся к этому открытию», — признается Шенар.

«Когда Томер попросил меня проверить его выводы, у меня были сомнения. Но я не смог найти правдоподобного объяснения данным, которые не включали бы черную дыру», — объясняет Эль-Бадри.

Кроме того, открытие дает уникальное представление о процессах, связанных с образованием черных дыр. Считается, что черные дыры со звездной массой образуются, когда коллапсирует ядро ​​умирающей звезды. Однако неизвестно, может ли этот коллапс сопровождаться мощным взрывом сверхновой.

На анимации выше мы видим, как два космических объекта VFTS 243 вращаются вокруг друг друга. На самом деле звезда примерно в 200 000 раз больше черной дыры, согласно данным, полученным учеными. Кредит: ЕСО/Л. Кальсада.

Считается, что черная дыра VFTS 243 образовалась в результате коллапса звезды, хотя, по словам Шенара, нет никаких признаков предыдущего взрыва. «Доказательства этого сценария «прямого коллапса» недавно появились, но наше исследование, возможно, дает одно из самых прямых указаний. Это имеет огромное значение для происхождения слияний черных дыр в космосе».

VLT ESO с использованием прибора FLAMES (Многоэлементный спектрограф с большой оптоволоконной матрицей), обнаружил черную дыру в VFTS 243 после шести лет наблюдений туманности Тарантул. FLAMES позволяет астрономам одновременно изучать множество объектов, экономя драгоценное время работы телескопа.

Команда, хотя и называется «полицией черной дыры», активно поощряет тщательное изучение и надеется, что их работа в Астрономия природы (18 июля 2022 г.) приведет к открытию других черных дыр звездной массы, вращающихся вокруг массивных звезд, число которых, по оценкам, исчисляется тысячами в Млечном Пути и в Магеллановых Облаках.

«Конечно, я надеюсь, что другие эксперты серьезно рассмотрят наш анализ и попытаются предложить альтернативные модели», — говорит Эль-Бадри. «Это очень интересный проект, в котором нужно участвовать».