Темное прошлое черной дыры: Большое звездное недоразумение
Черная дыра M33 X-7, изученная орбитальным рентгеновским телескопом Chandra, является частью системы М33 — галактики Треугольника, расположенной в 3 млн. световых лет от Земли. Благодаря дополнительной информации, полученной с помощью наземного телескопа Gemini на Гавайях, удалось установить массу черной дыры — в 15,7 раз больше солнечной. Это самая тяжелая черная дыра звездной массы из всех известных. Разумеется, существуют и более крупные галактические дыры — промежуточного размера (массой порядка сотен и тысяч солнечных), и совсем огромные сверхмассивные — от сотен тысяч до миллионов Солнц. Но в семействе «мелких» (по вселенским масштабам) черных дыр эта — настоящий переросток.
M33 X-7 обращается вокруг своей соседки-звезды, и та закрывает ее от нас примерно каждые 3,5 дня — что и позволило оценить некоторые параметры системы. Оказалось, что и сама звезда тоже не из маленьких — ее масса оценивается в 70 солнечных, что делает ее тоже самой крупной звездой во всех известных системах «звезда — черная дыра». В свое время и она превратится в суперновую, так что в итоге образуется система из двух массивных черных дыр.
Как и другие подобные черные дыры, X-7 сформировалась, скорее всего, в результате коллапса массивной звезды. Однако необычная массивность ее ставит астрономов в тупик. Свойства двойной системы раньше X-7 необычны: крупная черная дыра вращается крайне близко к своему еще более крупному компаньону. Это непросто объяснить с точки зрения принятых теорий звездной эволюции: дело в том, что звезда-предшественник черной дыры должна иметь массу больше, чем масса соседки, чтобы превратиться в черную дыру раньше, чем она сама. А столь крупная звезда имела бы радиус больше, чем расстояние, разделяющее сегодня черную дыру и звезду — либо они находились настолько близко, что соприкасались своими внешними оболочками.
Если это так, то это, по современным представлениям, должно приводить к интенсивной потере вещества двойной системой — а в результате она оказалась бы неспособна породить такую крупную черную дыру. Чтобы сохранить достаточно массы, предшественник черной дыры вплоть до момента своего взрыва должен терять ее в 10 раз медленней, чем выходит из современных моделей. Возможно, их стоит пересмотреть и учесть, что сверхкрупные звезды на самом деле «худеют» не так быстро, как считалось до сих пор.
Кстати, не так давно было найдено и «промежуточное звено» — черная дыра, находящаяся в процессе роста: «Дыра-подросток».
По пресс-релизу Chandra X-Ray Observatory