За прошедшие годы ученые идентифицировали сотни черных дыр, маленьких и больших, в центрах галактик и в центрах звездных скоплений. Иногда черные дыры также обнаруживались рядом с другими звездами как часть двойной системы. Но такую черную дыру еще никто не видел.
В 2011 году астрономы, сканирующие небо в поисках интересных объектов, заметили явление гравитационного микролинзирования неизвестного происхождения. Это явление возникает, когда свет, идущий к наблюдателю, стоящему на Земле, от удаленного космического объекта, гравитационно возмущается другим неизвестным объектом, который находится точно на пути между источником света и наблюдателем на Земле. Гравитация объекта между ними способна сфокусировать немного больше световых лучей от источника на приемник наблюдателя. Эффект? На мгновение мы наблюдаем небольшое увеличение яркости далекого космического объекта.
Что можно использовать в качестве гравитационной линзы?
В космическом масштабе все, что имеет массу. Ученые открыли галактики, которые они никогда не смогли бы увидеть, если бы их сигнал не усилила другая галактика, находящаяся между нами. Однако линза также может быть вызвана обычной звездой или даже планетой.
Много раз свет далекой звезды усиливался так называемым прохождением между нами и звездой свободной планеты (сироты). Свободные планеты — это планеты, которые в результате гравитационных взаимодействий были выброшены из своих планетных систем и с тех пор свободно перемещаются по ненагретому ни одной звездой межзвездному пространству. Как правило, это единственный способ обнаружить такие планеты. Они почти не отражают света (потому что звезды нет), это холодные каменные или газовые шары, поэтому они не слишком ярко светят в инфракрасном диапазоне, но имеют определенную массу. Эта масса может просто исказить траекторию лучей, испускаемых далекой звездой. Если звезда, свободная планета и телескоп на Земле окажутся на одной линии, мы будем иметь дело с явлением гравитационного микролинзирования, что, в свою очередь, позволит нам обнаружить саму планету. Увлекательно, не так ли?
Что, если бы черная дыра тоже была свободна?
До сих пор черные дыры были обнаружены в звездных скоплениях и в центрах галактик. Однако черная дыра в межгалактическом пространстве так и не была обнаружена. Неудивительно, что черная дыра обычно невидима, если она не поглощает никакого материала из своего окружения и вокруг нее не вращаются другие звезды. По этой причине ученые идентифицируют черные дыры либо по нарушению движения других звезд, либо по свету, излучаемому так называемым аккреционным диском, окружающий черную дыру и состоящим из горячего вещества, спускающегося на нее по спирали.
Но как выглядит черная дыра, когда вокруг нее нет ни звезд, ни пыли, ни газа? В такой ситуации черная дыра совершенно черная и совершенно незаметна на фоне пустоты, в которой находится. Однако стоит помнить, что с такой черной дырой все точно так же, как со свободной планетой – она не светится, но своей массой может искривлять траекторию лучей, идущих от объектов, находящихся непосредственно за ней.
Потребовалось шесть лет наблюдений с помощью космического телескопа «Хаббл», чтобы подтвердить, что астрономы наблюдали свободную черную дыру в 2011 году. В конечном итоге, однако, удалось установить, что за линзирование далекой звезды отвечала черная дыра массой в семь масс Солнца, двигавшаяся по межзвездному пространству со скоростью около 45 км/с.
Теперь ученые обязательно сосредоточатся на поиске других объектов этого типа.
