Блуждающая черная дыра, блуждающая по нашей галактике, могла быть только что подтверждена
Первое обнаружение черной дыры, дрейфующей в Млечном Пути ранее в этом году, только что получило важное подтверждение.
Вторая группа ученых проводит отдельный независимый анализ , пришли почти к тому же выводу, что добавило веса идее о том, что мы потенциально идентифицировали черную дыру-изгоя, блуждающую по галактике.
Во главе с астрономами Кейси Лэм и Джессикой Лу из Калифорнийского университета в Беркли. однако новая работа пришла к несколько иному выводу. Согласно новому исследованию, учитывая диапазон масс объекта, это может быть нейтронная звезда, а не черная дыра.
Однако в любом случае это означает, что у нас может быть новый инструмент для поиска для «темных» компактных объектов, которые иначе невозможно обнаружить в нашей галактике, путем измерения того, как их гравитационные поля искажают и искажают свет далеких звезд, когда они проходят перед ними, что называется гравитационным микролинзированием.
» Это первая свободно парящая черная дыра или нейтронная звезда, обнаруженная с помощью гравитационного микролинзирования, — говорит Лу.
— С помощью микролинзирования мы можем исследовать эти одинокие компактные объекты и взвешивать их. открыли новое окно в эти темные объекты, которые невозможно увидеть иначе».
Теоретически черные дыры представляют собой коллапсирующие ядра массивных звезд, которые достигли конца своей жизни и выбрасываются их внешний материал. Считается, что такие звезды-предшественники черных дыр, масса которых более чем в 30 раз превышает массу Солнца, живут относительно недолго.
Поэтому, по нашим лучшим оценкам, их должно быть от 10 миллионов до 1 миллиарда. черные дыры звездной массы мирно и бесшумно дрейфуют по галактике.
Но черные дыры называются черными дырами не просто так. Они не излучают свет, который мы можем обнаружить, если только на них не падает какой-либо материал — процесс, который генерирует рентгеновские лучи из пространства вокруг черной дыры. Так что, если черная дыра просто болтается, ничего не делая, у нас почти нет возможности ее обнаружить.
Почти. У черной дыры есть сильное гравитационное поле, настолько мощное, что оно искажает любой свет, проходящий через нее. Для нас, как наблюдателей, это означает, что мы можем увидеть далекую звезду более яркой и в другом положении, чем обычно.
2 июня 2011 г. именно это и произошло. Два отдельных обзора микролинзирования — эксперимент по оптическому гравитационному линзированию (OGLE) и наблюдения микролинзирования в астрофизике (MOA) — независимо зафиксировали событие, пик которого пришелся на 20 июля.
Это событие было названо MOA-2011-BLG. -191/OGLE-2011-BLG-0462 (сокращенно OB110462), а также из-за того, что оно было необычно длинным и необычайно ярким, ученые решили рассмотреть его поближе.
«Как долго длится событие повышения яркости, намек на то, насколько массивна линза на переднем плане, преломляющая свет звезды на заднем плане, — объясняет Лам.
«Долгие события, скорее всего, связаны с черными дырами. Однако это не гарантия, потому что продолжительность эпизод осветления зависит не только от того, насколько массивна линза переднего плана, но и от того, насколько быстро линза переднего плана и звезда заднего плана движутся друг относительно друга.
«Однако, путем измерения видимого положения звезды на заднем плане, мы можем подтвердить, действительно ли линза на переднем плане является черной дырой.»
Иллюстрация, показывающая, как Хаббл видит событие микролинзирования. (НАСА, ЕКА, STScI, Джозеф Олмстед)
В этом случае были проведены наблюдения за регионом в восьми отдельных случаях с использованием космического телескопа Хаббла вплоть до 2017 года.
Из глубокого анализа этих данных группа астрономов во главе с Кайлашем Саху из Научного института космического телескопа пришла к выводу, что виновником было микролинзирование. Черная дыра, масса которой в 7,1 раза больше массы Солнца, находится на расстоянии 5153 световых лет от нас.
Анализ Лу и Лама теперь добавляет больше данных с Хаббла, недавно полученных как 2021 год. Их команда обнаружила что объект несколько меньше, от 1,6 до 4,4 массы Солнца.
Это означает, что объект может быть нейтронной звездой. Это также коллапс ядра массивной звезды, которая началась от 8 до 30 масс Солнца.
Полученный объект поддерживается чем-то, называемым давлением вырождения нейтронов, в результате чего нейтроны d не хотят занимать одно и то же место; это предотвращает его полное схлопывание в черную дыру. Такой объект имеет предел массы примерно в 2,4 раза больше массы Солнца.
Интересно, что не было обнаружено черных дыр ниже примерно 5-кратной массы Солнца. Это называется нижним массовым разрывом. Если работа Лам и ее коллег верна, это означает, что мы можем обнаружить объект с меньшим массовым зазором, что очень заманчиво.
Две команды вернулись с разными массами для Объект линзирования, потому что их анализы дали разные результаты для относительного движения компактного объекта и звезды с линзой.
Саху и его команда обнаружили, что компактный объект движется с относительно высокой скоростью 45 километров в секунду, в результате родового толчка: односторонний взрыв сверхновой может разогнать коллапсированное ядро, ускоряя его.
Лэм и ее коллеги, однако, получили 30 километров в секунду. Этот результат, говорят они, предполагает, что, возможно, для рождения черной дыры не требуется взрыв сверхновой.
В настоящее время невозможно сделать твердый вывод из OB110462 о том, какая оценка верна, но астрономы рассчитывайте многому научиться благодаря открытию большего количества таких объектов в будущем.
«Что бы это ни было, этот объект — первый обнаруженный остаток темной звезды, блуждающий по галактике без сопровождения другой звезды», — говорит Лам. .
Исследование принято в The Astrophysical Journal и доступно на arXiv.
