RW Space

В созвездии Лебедя, примерно в 7800 световых годах от Земли, скрывается настоящая космическая странность. Там черная дыра в системе под названием V404 Cygni постоянно демонстрирует поведение, которое одновременно сбивает с толку и восхищает ученых.

Теперь он извлек совершенно новый трюк из своего, казалось бы, бесконечного арсенала: невидимый двойной компаньон, звезда на широкой орбите около 70 000 лет.

Поскольку у V404 Лебедя уже есть компаньон – звезда на близкой, 6,5-дневной орбите, на которой неторопливо пирует центральная черная дыра – недавно открытый третий объект делает систему тройной .

Мы впервые видим систему с такой конфигурацией, и она может дать некоторую информацию о том, как образуются черные дыры. Это связано с тем, что взрыв сверхновой, который считается механизмом образования черных дыр звездной массы, должен был разорвать тонкую гравитационную связь широкой орбиты.

«Мы думаем, что большинство черных дыр образуются в результате сильных взрывов звезд, но это открытие помогает поставить это под сомнение», — говорит физик Кевин Бердж из Массачусетского технологического института.

«Эта система очень интересна для эволюции черных дыр, но она также поднимает вопросы о том, существуют ли еще тройки. «

На самом деле, о второй звезде мы знали уже несколько десятилетий; астрономы думали, что это просто звезда, близкая к V404 Лебедя, которая была бы относительно ничем не примечательна.

Но данные, собранные миссией Gaia Европейского космического агентства, показали, что там определенно происходит больше, чем мы думали. Gaia составляет карту трехмерного положения объектов галактики Млечный Путь; но он также отображает их направление и скорость при движении в пространстве.

V404 Лебедя и, казалось бы, несвязанная звезда движутся в пространстве в одном направлении и с одинаковой скоростью. Это показывает, что объекты связаны.

«Это почти наверняка не совпадение или случайность», — говорит Бердж. «Мы видим две звезды, которые следуют друг за другом, потому что они связаны этой слабой гравитационной нитью. Значит, это тройная система».

Существуют доказательства существования сверхновой модели образования черной дыры. Это когда умирающая звезда взрывается колоссальным взрывом, выбрасывая свое внешнее вещество, в то время как ядро ​​звезды коллапсирует под действием силы тяжести, образуя черную дыру, самый плотный объект во Вселенной.

Ученые видели сверхновые и распутали свет, чтобы измерить массу объекта в ядре и сделать вывод о образовании черной дыры. Но это не значит, что сверхновая — единственный механизм образования. Другой вариант – модель прямого коллапса. Здесь массивная звезда просто полностью взрывается в черную дыру, без беспорядка и суеты.

Здесь доказательства найти немного сложнее. Без беспорядка и суеты практически отсутствуют доказательства.

Именно здесь V404 Cygni внезапно становится действительно очень интересно – потому что, когда взрыв сверхновой асимметричен, а это часто бывает, дисбаланс энергии может дать зарождающейся черной дыре направленный толчок.

Это трудно решить, используя такую ​​широкую орбиту, как видно из недавно соединившейся звезды. Черную дыру и звезду разделяют расстояние в 3500 астрономических единиц, что делает их гравитационную связь друг с другом относительно слабой. Разрушение, вызванное сверхновой, должно было разорвать эту связь, как пучок паутины.

Большое орбитальное расстояние также затрудняет объяснение гравитационного захвата между двумя пролетающими объектами. Бердж и его коллеги провели десятки тысяч симуляций и обнаружили, что лучшим объяснением является то, что три объекта уже были гравитационно связаны, когда образовалась черная дыра; и что механизм формирования был прямым свертыванием.

«Подавляющее большинство симуляций показывает, что самый простой способ заставить эту тройку работать — это прямой коллапс», — говорит Бердж.

Это лучшее доказательство модели прямого коллапса образования черных дыр, которое укрепляет этот механизм как действенный способ интерпретации черных дыр, история образования которых сложна. разрешиться со сверхновой.

Вполне могут существовать и другие широкие тройные звезды, включающие черные дыры. что мы упустили из-за скрытности черных дыр; их обнаружение могло бы помочь нам лучше понять, как формируются эти объекты и почему черная дыра может схлопнуться напрямую, а не взорваться в вспышке света.

«Либо нам очень повезло, либо третичные состояния являются обычным явлением», — говорит астроном Карим Эль-Бадри из Калифорнийского технологического института.

«Если они общие, это может решить некоторые давние вопросы о том, как формируются двойные черные дыры. Тройки открывают пути эволюции, которые невозможны для чистых двойных систем.

«Раньше люди предсказывали, что двойные черные дыры могут формироваться в основном в результате тройной эволюции, но до сих пор не было никаких прямых доказательств .»

Исследование опубликовано в журнале Nature.