За пределами Млечного Пути обнаружена «невидимая» черная дыра

Маленькая черная дыра, которая просто слоняется вокруг, тихо занимаясь своими делами, была обнаружена за пределами галактики Млечный Путь.

По словам команды, это первый случай, когда нам удалось окончательно обнаружить и идентифицировать неактивную черную дыру, которая находится за пределами нашей собственной галактики.

Хотя в прошлом году было объявлено о подобном открытии, доказательства ее истинной идентичности оставили некоторые сомнения. место для сомнений. Это новое открытие, по мнению авторов, является хорошей ставкой.

Следует признать, что объект находится не так уж далеко от Млечного Пути, он расположен внутри галактики-спутника, называемой Большим Магеллановым Облаком. Но это открытие может помочь нам найти больше таких черных дыр в будущем и имеет значение для нашего понимания формирования черных дыр.

Команда, составившая отчет, явно взволнована, и не в последнюю очередь. из-за их скептической репутации в том, что они ставят под сомнение предыдущие открытия спящих черных дыр.

«Впервые наша команда собралась вместе, чтобы сообщить об открытии черной дыры, а не отвергнуть ее», — сказал астроном Томер Шенар. Университета Амстердама в Нидерландах.

«Мы нашли «иголку в стоге сена»».

Черные дыры — хитрые зверьки. Их чрезвычайная плотность создает чрезвычайно сильное гравитационное поле, что означает, что даже свет, проносящийся через вакуум — самый быстрый из всех возможных во Вселенной — не может достичь космической скорости.

Это означает, что они окутаны тьмой, излучая нет света, который мы можем обнаружить. Исключение составляют случаи, когда они активно «кормят» или накапливают материал. Это беспорядочный процесс, который создает контрольную сигнатуру рентгеновского излучения в непосредственной близости от черной дыры.

Неактивные или покоящиеся черные дыры более или менее невидимы. Но надоедливая гравитация может его выдать… если вы умеете смотреть. Если черная дыра звездной массы находится в двойной системе с другой звездой, орбитальное движение компаньона, вращающегося вокруг того, что кажется пустым пространством, может указывать на присутствие черной дыры.

Однако не все темные массы являются черными дырами. Других астрономов обманывали и раньше, самый известный пример — черная дыра, рекламируемая как самая близкая к Земле из когда-либо найденных. Виновником может быть маленький тусклый компаньон, чей свет невозможно различить, а это означает, что ни один вариант не может быть оставлен без внимания.

Шенар и члены его команды, включая астронома Карима Эль-Бадри из Гарвардского и Смитсоновского центра исследований. Астрофизик и Джулия Боденштайнер из Европейской южной обсерватории были среди тех, кто кропотливо опровергал такие открытия. Но это не значит, что они считают, что таких черных дыр нет; просто доказательство должно быть неопровержимым.

«Уже более двух лет мы ищем такие бинарные системы черных дыр», — объяснил Боденштайнер.

В центре внимания Целью их поисков была туманность Тарантул в Большом Магеллановом Облаке, звездный питомник, где можно найти молодые чрезвычайно массивные звезды. Исследователи подробно изучили около 1000 этих молодых массивных звезд в поисках характерного колебания двойной орбиты.

Когда любые два объекта вращаются вокруг друг друга, они делают это вокруг общего центра тяжести, называемого их барицентр. Для такой системы, как Земля и Солнце, барицентр будет находиться достаточно близко к центру Солнца, и будет трудно увидеть, как звезда движется вокруг него с большого расстояния. Если бы Земля была более массивной, вращение Солнца вокруг барицентра было бы намного легче обнаружить.

Мы можем обнаружить это колебательное движение или радиальную скорость в спектре света от объекта, когда он растягивается в более длинные ( более красные) длины волн, удаляющиеся от нас, и сжимаются в более короткие (более синие) длины волн, движущиеся к нам.

Команда искала в своем образце эти спектральные сдвиги и добилась успеха — с массивным сине-белым O-типом. звезда в 25 раз тяжелее Солнца, находящаяся на расстоянии около 160 000 световых лет. Когда они рассчитали массу объекта, который мог вызвать наблюдаемое колебание, они обнаружили, что масса компаньона примерно в 9 раз превышает массу Солнца. При такой массе горизонт событий черной дыры составлял бы всего 27 километров (17 миль) в поперечнике.

И все же она была невидима. Верхний предел массы нейтронных звезд примерно в 2,3 раза больше, чем у Солнца, так что это исключает их. Другие звезды в их выборке, которые колебались, были исключены с помощью методов команды, чтобы обнаружить свет от слабых звезд-компаньонов и смоделировать свет, ожидаемый от слабого спутника с наблюдаемой массой.

Ни одно из альтернативных объяснений не подходит. данные наблюдений.

«Когда Томер попросил меня перепроверить его выводы, у меня были сомнения, — сказал Эль-Бадри. «Но я не смог найти правдоподобного объяснения данным, не связанным с черной дырой».

Двоичный файл под названием VFTS 243 может содержать важные сведения о том, как образуются черные дыры. Ученые считают, что существует несколько сценариев. Первый — это колоссальная сверхновая, в которой вспыхивает нестабильная звезда, выбрасывая свой внешний материал в космос, а ядро ​​коллапсирует в черную дыру, рожденную огнем и яростью.

Второй — прямой коллапс, при котором умирающая звезда, больше не поддерживаемая внешним давлением, создаваемым атомным синтезом, просто… коллапсирует сама в себя, но не с грохотом, а с тихим кер-флумпом.

«Звезда, образовавшая черную дыру в VFTS 243, похоже, полностью разрушился, без признаков предыдущего взрыва», — сказал Шенар. «Доказательства этого сценария «прямого коллапса» появились недавно, но наше исследование, возможно, дает одно из самых прямых указаний. Это имеет огромное значение для происхождения слияний черных дыр в космосе».

Хотя, конечно, тщательно изучив так много других открытий черных дыр, команда теперь приглашает других астрономов изучить свои открытия. Ярмарка.

Исследование опубликовано в журнале Nature Astronomy.