Недавно открытая черная дыра Млечного Пути оказалась подозрительно тяжелой
Согласно теории, черные дыры, которые образуются в результате взрывов массивных звезд, не должны быть тяжелее примерно 25-ти Солнц. Но исследователи обнаружили, что черная дыра, расположенная возле молодой голубой звезды LB-1, которая находится на расстоянии около 13 800 световых лет от нас в созвездии Близнецов, имеет гораздо большую массу.
Астрофизик из Китайской академии наук в Пекине Цзифэн Лю и его коллеги заметили, что звезда LB-1 то стремительно приближается к Земле, то столь же быстро удаляется от нее — признак вращения вокруг чего-то очень массивного.
С помощью телескопов на Гавайях и на Канарских островах группа ученых вычислила орбиту звезды и пришла к выводу, что звезда вращается вокруг темной массы, которая в 68 раз тяжелее нашего Солнца. Такому описанию соответствует только черная дыра.
«Даже в самых смелых мечтах я не мог предположить, что в Млечном Пути можно обнаружить столь массивную черную дыру, — говорит астрофизик из Северо-западного университета в Эванстоне (штат Иллинойс, США) Майкл Зевин. — Если расчеты окажутся верными, то нам будет над чем ломать головы».
Эта черная дыра — не самая массивная в Млечном Пути. Ее превосходит та, что расположена в центре нашей галактики и является сверхмассивной, (она тяжелее 4 млн Солнц). Однако черная дыра около LB-1 сопоставима с теми, которые образовались в результате слияния двух черных дыр, хотя и слишком массивна для данного типа. Черные дыры подобного размера, появившиеся не в результате слияний, наблюдаются только в отдаленных галактиках, где, вероятно, есть недостаток более тяжелых, чем гелий, элементов.
Звезда LB-1 имеет в своем составе множество элементов, а значит и соседняя звезда, которая после взрыва превратилась в черную дыру, должна была иметь схожий состав.
Звезды с большим количеством тяжелых элементов в своем составе теряют значительную часть своей массы в процессе жизни. Массивные звезды, которые образуют черные дыры, также выбрасывают в космос большую часть вещества во время взрывов сверхновых.
«В результате этих двух процессов образуются очень маленькие черные дыры, даже из очень массивных звезд», — говорит Лю. Но черная дыра возле LB-1, очевидно, не в курсе законов. По словам ученого, для создания черной дыры массой 68 Солнц необходима звезда в 5 раз массивнее получившейся черной дыры: «Мы не знаем, возможно ли это в теории».
Как вариант, черная дыра могла появиться в результате неудавшегося взрыва сверхновой, у которого не оказалось достаточно энергии, чтобы разбросать большую часть массы звезды по космосу, из-за чего вся она «осела» в черной дыре. Еще менее вероятный вариант — LB-1 вращалась вокруг пары звезд, которые погибли и, образовав черные дыры, слились, либо вот-вот сольются.
Исследователи отмечают, что многое зависит от того, правильно ли они определили расстояние до LB-1. Например, спутник Gaia определил, что расстояние до звезды составляет примерно 7 000 световых лет, то есть, в два раза меньше. Если прав этот аппарат, то масса этой черной дыры превышает массу Солнца лишь в 10 раз. «Это важный момент, который нужно уточнить», — говорит Майкл Зевин.