Группа астрономов из Института космических телескопов в Балтиморе, работающая с коллегой из Центра планетологии Университета Сент-Эндрюс и коллегой из Европейской южной обсерватории, подтвердила существование одиночной черной дыры. В своей статье, опубликованной в The Astrophysical Journal, ученые рассказали, как они изучали объект, который они заметили несколько лет назад.
Астрономы впервые подтвердили существование одинокой черной дыры
Международная группа астрономов впервые подтвердила, что обнаруженный более 10 лет назад «темный объект» — одиночная черная дыра. Обычно черные дыры наблюдаются в двойных системах, где второй компаньон — звезда. Второй вариант, согласно которому этот темный объект мог быть нейтронной звездой, не подтвердился.
Иллюстрация художника, изображающая одиночную черную дыру. Shutterstock/Vadim Sadovski
Черная дыра ничего не излучает. Поэтому заметить ее можно только косвенно по воздействию на окружающий мир. Обычно черные дыры идентифицируются по звезде-компаньону. Черную дыра воздействуют на звезду, и это хорошо видно. Без такой звезды-компаньона увидеть черную дыру очень трудно.
В 2022 году члены группы астрофизиков сообщили об открытии того, что они описали как «темный объект», движущийся через созвездие Стрельца. Объект был обнаружен методом гравитационного линзирования — он усилил свет далекой звезды.
Изображение черной дыры со звездной массой (слева) в спиральной галактике NGC 300; она связана со звездой Вольфа-Райета.
Астрофизики предположили, что это может быть одиночная черная дыра. Вскоре после этого вторая исследовательская группа оспорила этот результат, предположив, что это, скорее всего, нейтронная звезда. Продолжив изучение объекта, первая группа нашла больше доказательств, подтверждающих их первоначальное утверждение о том, что это, вероятно, одиночная черная дыра.
Темный объект оказался слишком тяжелым для нейтронной звезды
Поле 2.′′4×2.′′0 WFC3 F814W, показывающее поле OGLE-2011-BLG-0462 в конечную эпоху 2022 года. Звезда-источник и ее более яркий сосед обозначены. Тусклая звезда находится к юго-востоку от соседней, но она мало влияет на астрометрию источника. Для каждой звезды открытый зеленый кружок показывает ее положение в точке E1 в 2011 году, а открытый красный кружок отмечает ее положение в точке E11 в 2022 году. Звезды в этом поле галактического скопления обычно перемещаются примерно на 1 пиксель WFC3/UVIS (0,′′040) в течение 11 лет.
Исследовательская группа начала свои наблюдения, используя данные Хаббла за 2011–2017 годы. В новой работе астрофизики рассмотрели данные Хаббла за 2021 и 2022 годы, а также данные космического зонда Gaia. Ученые обнаружили, что рассматриваемый объект был примерно в семь раз массивнее Солнца, что показывает, что он не может быть нейтронной звездой. Таким образом остался только один вариант — это черная дыра.
Но и вторая исследовательская группа пересмотрела свою точку зрения и согласилась, что объект — действительно черная дыра. Ее оценка массы «темного объекта» была несколько ниже — 6 солнечных, но все равно гораздо больше, чем теоретически возможная масса нейтронной звезды, которая составляет 2,5 солнечных массы.
Астрофизики надеются найти больше такого рода объектов с помощью космического телескопа Нэнси Грейс Роман, запуск которого запланирован на 2027 год.