В нашей Галактике обнаружена редкая свободно плавающая черная дыра, движущаяся со скоростью 30 км/с

Гравитационное микролинзирование, возможно, помогло астрономам найти первую свободно плавающую черную дыру в нашей галактике. Исследователи обнаружили, что будущие наблюдения должны открыть еще много подобных черных дыр.

Черные дыры должны быть разбросаны по всей нашей галактике Млечный Путь, если, как предполагают астрономы, смерть крупных звезд оставляет за собой черные дыры. К сожалению, изолированные черные дыры увидеть невозможно.

Группа исследователей под руководством Калифорнийский университет, Беркли, астрономы сообщили, что впервые обнаружили странную свободно парящую черную дыру. Это открытие стало возможным только благодаря изучению увеличения яркости далекой звезды и искажения ее света из-за гравитационного поля объекта. Это известно как гравитационное микролинзирование.

Исследователи во главе с профессором Калифорнийского университета в Беркли Джессикой Лу и аспирантом Кейси Лэм подсчитали, что масса невидимого компактного объекта в 1,6–4,4 раза больше массы Солнца. В результате исследователи из Калифорнийского университета в Беркли считают, что остаток мертвой звезды должен быть тяжелее 2,2 массы Солнца, чтобы коллапсировать в черную дыру.

Однако они предупреждают, что объект также может быть нейтронной звездой. Гравитация нейтронных звезд уравновешивается их внутренним нейтронным давлением, что предотвращает их коллапс в черные дыры.

Объект представляет собой звездный «призрак», блуждающий по галактике без спутника, будь то нейтронная звезда или черная дыра.

«Это первая свободно плавающая черная дыра или нейтронная звезда, обнаруженная с помощью гравитационного микролинзирования», — сказал Лу. «С помощью микролинзирования мы можем исследовать эти одинокие компактные объекты и взвешивать их. Я думаю, что мы открыли новое окно в эти темные объекты, которые нельзя увидеть иначе».

Знание того, сколько таких плотных объектов существует в галактике Млечный Путь, поможет астрономам понять эволюцию звезд — в частности, как они умирают — и нашей галактики. Это также может показать, являются ли невидимые черные дыры первичными черными дырами, которые, как считается, образовались в больших количествах во время Большого взрыва.

Исследование под руководством Лама, Лу и их международной команды было принято к публикации в The Astrophysical Journal Letters. В ходе исследования команда обнаружила еще четыре события микролинзирования, не вызванные черными дырами. Однако два других могли быть вызваны белыми карликами или нейтронными звездами. Они также определили, что в галактике может быть 200 миллионов черных дыр — оценка, которую предсказывало большинство теоретиков.

Анализ того же события микролинзирования исследователями из Научный институт космического телескопа (STScI) в Балтиморе определили, что компактный объект имеет массу ближе к 7,1 солнечной массы и, несомненно, является черной дырой.

В The Astrophysical Journal ученые во главе с Кайлашем Саху описали свой анализ данных.
Чтобы прийти к этим выводам, оба исследования использовали одни и те же астрономические данные: измерение яркости далекой звезды, вызванной отклонением света от сверхкомпактного объекта.

Кроме того, исследователи измерили астрометрический сдвиг положения далекой звезды на небе, вызванный гравитационным искажением линзирующего объекта.

Фотометрические данные взяты из двух обзоров микролинзирования; один выполнен Варшавским университетом с 1,3-метровым телескопом в Чили, а другой — Осакским университетом с 1,8-метровым телескопом в Новой Зеландии.

Космический телескоп НАСА «Хаббл» предоставил астрометрические данные. STScI отвечает за научную программу и работу телескопа.

Оба обзора микролинзирования идентифицировали один и тот же объект, поэтому он имеет два имени: МОА-2011-БЛГ-191 а также ОГЛЕ-2011-БЛГ-0462, или же ОБ110462.

Каждый год подобные обзоры обнаруживают около 2000 звезд, увеличенных яркостью микролинзирования в галактике Млечный Путь. Тем не менее добавление астрометрических данных послужило связующим звеном для определения массы и расстояния до компактного объекта.

Исследователи из Калифорнийского университета в Беркли оценивают, что он находится между 2280 а также 6260 световых лет (700-1920 парсеков) недалеко от выпуклости, окружающей центр звездообразования Галактики Млечный Путь.

По оценкам STScI, это примерно 5153 световых года (1580 парсеков) от нас.

Кроме того, обе команды рассчитали скорость сверхкомпактного линзирующего объекта. Команда из Лу/Лам обнаружила относительно низкую скорость менее 30 км/ч. С другой стороны, ученые из STScI обнаружили скорость 45 км/с, которую они интерпретировали как результат дополнительного выброса сверхновой, создавшей предполагаемую черную дыру.

По словам Лу, оценка низкой скорости команды поддерживает новую гипотезу о том, что черные дыры не происходят из сверхновых (текущая теория), а вместо этого образуются из неудавшихся сверхновых, которые не производят яркого всплеска во Вселенной и не дают черной дыре пинать.

Астрономы подсчитали, что в нашей Вселенной насчитывается около 40 миллиардов миллиардов черных дыр.