Недавно обнаруженная черная дыра не только ближайшая к Земле из представленных в своем роде, но и самая маленькая из когда-либо наблюдавшихся черных дыр. Ученые назвали объект The Unicorn («Единорог»). Не только потому, что он уникален, но и потому, что находится в созвездии Единорога.
«Когда мы посмотрели на данные, то эта новая черная дыра буквально взялась из неоткуда», - говорит ведущий автор открытия Таринду Джаясингхе с факультета астрономии Университета штата Огайо. Результаты исследования были приняты для публикации в журнале «Monthly Notices of the Royal Astronomical Society», а до тех пор их можно будет просмотреть в базе данных препринтов arXiv.org.
Крошечная черная дыра недалеко от Земли
Масса «Единорога» примерно в три раза больше массы нашего Солнца. Это очень мало для черной дыры и слишком мало подобных объектов пока найдено во Вселенной. Открытие было сделано всего в 1500 световых годах от Земли, в галактике Млечный Путь, что по космическим меркам очень близко.
Черная дыра, похоже, является спутником красного гиганта, звезды, находящейся на последней стадии эволюции. Оба объекта взаимодействуют под действием силы тяжести. И хотя саму черную дыру нельзя увидеть, именно наблюдения звезды привели ученых к ее открытию.
Красный гигант, сопровождающий черную дыру, был очень хорошо задокументирован многочисленными наблюдениями телескопа KELT в Огайо и космического телескопа TESS, которые ищут планеты за пределами Солнечной системы. Данные, собранные устройствами, были доступны в широком доступе в течение некоторого времени, но до сих пор никто их тщательно не проанализировал.
Что меняет форму красного гиганта?
Анализируя данные, Джаясингхе и другие исследователи заметили, что что-то невидимое, казалось, парило вокруг красного гиганта. Невидимый объект заставил свет звезды различаться по интенсивности в разных точках ее орбиты.
Ученые поняли, что что-то «растягивает» красного гиганта и меняет его форму. Этот эффект мощных гравитационных сил хорошо известен астрономам и предполагает, что на звезду воздействует какой-то массивный объект. Черная дыра может быть таким невидимым объектом, но она должна быть по массе едва больше нашего Солнца.
Таким образом, она попадала бы в диапазон размеров, который астрономы называют «разрыв масс». Ученые только недавно признали, что черные дыры такой массы действительно могут существовать.
«Когда мы смотрим под разными углами, мы можем найти что-то новое, - утверждает соавтор исследования, астрофизик, профессор Крис Станек. - Таринду посмотрел на этот объект, который наблюдали многие другие люди, и вместо того, чтобы исключить возможность того, что это может быть черная дыра, сказал: "Что, если это все-таки она?"» - поясняет ученый.
Самое простое объяснение
Молодой астроном из Огайо предположил, что возмущение в свете красного гиганта вызвано гравитацией невидимого спутника, которым является черная дыра.
«Точно так же, как гравитация Луны искажает океаны Земли, вызывая приливы на море, черная дыра искажает звезду, делая ее похожей на мяч для регби с одной осью длиннее другой, - говорит глава отделения астрономии Университета Огайо Тодд Томпсон, который также является соавтором исследования. - Самое простое объяснение - мы имеем дело с черной дырой. И в этом случае наиболее вероятно самое простое объяснение», - говорит он.
На основании скорости красного гиганта и того, как он был искажен гравитацией, ученые смогли вычислить массу черной дыры. Оказалось, что она примерно в три раза больше нашего Солнца.
В течение последнего десятилетия астрономы и астрофизики задавались вопросом, находят ли они такие крошечные черные дыры из-за неточных устройств или подобных объектов просто не существует. Полтора года назад Томпсон и его коллеги в журнале Science представили убедительные доказательства существования маленьких черных дыр. Это то, что побудило Джаясингхе к поискам, которые в конечном итоге привели к открытию «Единорога».
Множество проблем для исследователей
Поиск и изучение черных дыр и нейтронных звезд в нашей Галактике очень важны для астрономов. Подобные данные проливают свет на то, как звезды образуются и умирают.
Однако найти и изучить черные дыры почти по определению сложно, потому что они не излучают сигналов, как остальные объекты в космосе. Черные дыры - это массивные объекты, гравитационное притяжение которых поглощает все, что находится слишком близко. Ни материя, ни даже свет не могут избежать сильной гравитационной хватки черной дыры. Вот почему так сложно искать черные дыры.
В последние годы были запущены более крупномасштабные эксперименты по обнаружению более мелких черных дыр. Томпсон надеется открывать в будущем куда больше маленьких черных дыр.
«Думаю, мы будем проводить больше исследований в этом направлении. Мы хотим определить количество черных дыр с малой, средней и большой массой. Это дает нам ключ к разгадке того, какие звезды коллапсируют, какие взрываются, а какие умирают иным способом», - говорит Томпсон.
Источник: Университет штата Огайо.
