Астрономи відкрили найближчу до Землі чорну діру зоряної маси

Астрономи з Європейської південної обсерваторії (ESO) і ряду інших дослідницьких організацій відкрили чорну діру зовсім неподалік Землі, за космічними мірками. Від Сонячної системи до неї приблизно 1100 світлових років. Вона ближче до Сонячної системи, ніж всі інші, відомі на сьогодні чорні діри, інформує Ukr.Media.

Відкрити чорну діру вдалося тому, що вона входить в потрійну систему зірок HR 6819, яку, видно навіть неозброєним оком, її зоряна величина 5,35m. Астрономи виявили її, відстежуючи рух двох інших зірок-компаньйонів. Для цього навіть не знадобився великий телескоп. Дослідники використовували 2.2-метровий телескоп MPG/ESO в обсерваторії ESO Ла Сілья в Чилі. Автори відкриття кажуть, що знайдена система може виявитися лише «верхівкою айсберга», і в майбутньому може бути виявлено безліч подібних чорних дір.

Спочатку астрономи вивчали систему HR 6819 в сузір'ї Телескопа в рамках свого дослідження подвійних зоряних систем, оскільки вважали, що в системі тільки дві зірки. Однак, коли вони проаналізували свої спостереження, то були здивовані: у системі присутнє третє невидиме тіло. Спостереження на спектрографі FEROS показали, що одна з двох видимих зірок обертається навколо прихованого компаньйона за 40 днів. Необхідні для надійного визначення цього періоду спостереження тривали кілька місяців. Інша зірка знаходиться на великій відстані від цієї внутрішньої пари, тому її період поки визначити не встигли.

Досліджуючи орбіту видимої зірки внутрішньої пари, астрономи змогли обчислити масу її невидимого компаньйона. Вона становить, щонайменше, 4 маси Сонця. Недоступний телескопу об'єкт такої маси у даних умовах може бути тільки чорною дірою. Об'єкти внутрішньої пари мають приблизно однакові маси і кругові орбіти.

Прихована чорна діра в HR 6819 — одна з найперших виявлених чорних дір зоряної маси, які не активно взаємодіють зі своїм оточенням і тому залишаються воістину чорними. Найчастіше чорні діри виявляють за того випромінювання, яке створює речовина, яка на них падає. На сьогодні астрономи знайшли в нашій Галактиці всього пару десятків чорних дір. Майже всі вони активно взаємодіють зі своїм оточенням і видають свою присутність потужним рентгенівським випромінюванням, що виникає при цій взаємодії. Але за оцінкою астрофізиків за час життя Чумацького Шляху в чорні діри в кінці своєї еволюції мали перетворитися сотні мільйонів зірок. Відкриття «сплячої» невидимої чорної діри в HR 6819 підказує, де може перебувати багато, поки що прихованих від астрономів, чорних дір Чумацького Шляху.

Астрономи вже припускають, що їх знахідка може пролити світло і на поведінку системи LB-1 в сузір'ї Близнюків, де у 2019 році теж була виявлена чорна діра зоряної маси. Правда, там оцінки дають масу чорної діри майже 70 сонячних мас, що більш ніж удвічі перевищує теоретичну максимальну масу чорних дір зоряної маси. Ця система теж може виявитися потрійною, хоча щоб це довести, треба провести ще додаткові спостереження. LB-1 знаходиться трохи далі від Землі (15 000 світлових років), але за астрономічними мірками це все одно досить близько.

Ймовірно, існує значно більше подібних систем. Знаходячи і досліджуючи їх, ми можемо багато дізнатися про утворення і еволюції окремих зірок, які починають своє життя з масами понад 8 сонячних, а закінчують її вибухом наднової, після якого залишається чорна діра.

Відкриття потрійних систем з внутрішньою парою і третьою віддаленою зіркою може виявитися цікавим і для вивчення злиття зірок і чорних дір, що супроводжується виділенням величезної енергії. При таких подіях можуть випускатися досить потужні гравітаційні хвилі, які можна зареєструвати на Землі. Деякі астрономи вважають, що злиття можуть відбуватися в системах, де внутрішня пара складається з двох чорних дір або чорної діри і нейтронної зірки. Віддалена зірка може гравітаційно впливати на внутрішню пару таким чином, що дає поштовх її злиття і випромінювання гравітаційних хвиль. Хоча в HR 6819 і LB-1 тільки по одній чорній дірі і немає нейтронних зірок, ці системи можуть допомогти зрозуміти, як саме в потрійних зоряних системах можуть відбуватися зіткнення зірок.