Системы двойных звезд – это системы, состоящие из пары звезд, обращающихся вокруг друг друга. В случае рентгеновских двойных звезд с черной дырой один из обоих объектов является черной дырой, а второй – обычной звездой. Когда материя нормальной звезды низвергается в черную дыру, заряженные частицы выталкиваются обратно, образуя рентгеновское излучение, что обеспечивает возможность идентификации таких объектов.
Другая крайность – это тяжелейшие известные черные дыры с миллионами или даже миллиардами солнечных масс, существующие в центрах большинства галактик, включая и нашу собственную галактику Млечный путь. Один из основополагающих прогнозов галактического развития предполагает, что гравитационный потенциал сверхмассивной черной дыры должен вести к образованию густых скоплений черных дыр вблизи черной дыры-гиганта.
Модели предполагают, что в центре нашей галактики Млечный путь в радиусе нескольких световых лет скопилось до 20 тысяч черных дыр. (Чтобы представить себе масштабы такого сценария, можно привести тот факт, что ближайшая от нас звезда Проксима Центавра расположена от нас на расстоянии примерно 4,2 световых года.) Правда, до сих пор столь плотного скопления черных дыр практически зарегистрировать еще не удавалось.
Наиболее реальный путь подтвердить существование черной дыры состоит в том, чтобы найти систему рентгеновской двойной звезды. В последнем номере журнала Nature астроном Джесуб Хонг из Гарвардского Смитсоновского центра астрофизики (CfA) и пятеро его коллег описывают, как они использовали архив космического телескопа Chandra, чтобы идентифицировать десяток рентгеновских двойных звезд в плотном скоплении диаметром в три световых года вокруг галактического центра. В течение последних двенадцати лет космическая обсерватория Chandra на протяжении 380 часов наблюдала за интересующим исследователей регионом.
Ученые проанализировали рентгеновские снимки региона на расстоянии от 0,65 до 12.4 световых лет от сверхмассивной черной дыры (в самом центре региона имеется слишком много создающих помехи источников). Они обнаружили в общей сложности 415 рентгеновских источников. Затем, подробно рассмотрев и другие возможности их происхождения (сверхновые, необычные звезды, внегалактические фоновые источники и т.п.), ученые пришли к выводу, что этот уже упомянутый десяток рентгеновских двойных звезд включает в свой состав по черной дыре.
Авторы предусмотрели границы чувствительности, ожидаемую частотность одиночных черных дыр по отношению к двойным системам, а также прочие факторы неопределенности, чтобы убедиться в том, что наблюдаемое количество полностью соответствует прогнозам общих моделей по черным дырам. Правда, при этом они говорят, что альтернативные модели галактического развития полностью исключать все же нельзя. Некоторые из наблюдаемых двойных систем вполне могли бы оказаться следствием уникальных событий, например, когда в регион проникает шаровое звездное скопление со своими черными дырами.
