Астрономы открыли первую «спящую» черную дыру за пределами Млечного Пути
Спящие черные дыры — это черные дыры, которые ничего не излучают, по этой причине их очень сложно найти. Новое открытие является захватывающим прежде всего потому, что оно дает представление о формировании и эволюции черных дыр. Эта информация важна для понимания гравитационных волн и других астрономических явлений, пишет Сonversation. Научная статья вышла в Nature astronomy.
VFTS 243 — это двойная система, то есть состоит из двух объектов, вращающихся вокруг общего центра масс. Первый — очень горячая голубая звезда с массой в 25 раз больше солнечной, а второй — черная дыра в девять раз более массивная, чем Солнце. VFTS 243 расположена в туманности Тарантул в Большом Магеллановом Облаке, галактике-спутнике Млечного Пути, примерно в 163 000 световых лет от Земли.
Черная дыра в VFTS 243 считается спящей, что необычно для бинарных систем — в этом случае почти всегда от черной дыры регистрируется сильное рентгеновское излучение.
Черная дыра имеет диаметр около 54 километра и выглядит карликом по сравнению с энергичной звездой, которая примерно в 200 000 раз больше. Обе быстро вращаются вокруг общего центра масс. Даже в самые мощные телескопы визуально система выглядит как одна голубая точка.
Астрономы подозревают, что в Млечном Пути и Большом Магеллановом Облаке скрываются сотни таких двойных систем с черными дырами, которые ничего не излучают. Черные дыры легче всего увидеть, когда они отделяют материю от звезды-компаньона — процесс, называемый «кормлением».
Кормление создает диск из газа и пыли, который окружает черную дыру. Когда вещество диска падает внутрь черной дыры, трение нагревает аккреционный диск до миллионов градусов. Эти горячие диски материи испускают огромное количество рентгеновских лучей. Первой черной дырой, обнаруженной таким образом, стала знаменитая система Лебедь X-1.
Астрономам уже давно известно, что VFTS 243 является двойной системой, но было неясно, является ли эта система парой звезд или одиночной звездой и черной дырой. Чтобы определить это, команда, изучающая бинарную систему, использовала метод, называемый спектральным распутыванием. Этот метод разделяет свет от VFTS 243 на длины волн — это похоже на то, что происходит, когда белый свет попадает в призму и получается радуга.
Анализ показал, что свет от VFTS 243 исходит от одного источника, а не от двух отдельных звезд. Единственный возможный вывод — второе тело в двойной системе является черной дырой и, следовательно, первой спящей черной дырой, обнаруженной за пределами галактики Млечный Путь.
Большинство черных дыр с массой менее 100 Солнц образовались в результате коллапса массивной звезды, часто в результате происходит мощный взрыв сверхновой.
Тот факт, что черная дыра VFTS 243 находится в двойной системе, является убедительным доказательством того, что в данном случае взрыва сверхновой не было. Он бы выбросил черную дыру из системы или, по крайней мере, нарушил орбиты. Похоже, что звезда коллапсировала напрямую, образовав черную дыру без взрыва.
Массивная звезда в VFTS 243 проживет еще 5 млн лет — мгновение ока по астрономическим меркам. Смерть звезды должна привести к образованию еще одной черной дыры, превратив систему VFTS 243 в двойную черную дыру.
На сегодняшний день астрономы зафиксировали около 100 случаев, когда двойные черные дыры сливались и производили рябь в пространстве-времени. Но как образуются эти двойные системы черных дыр, до сих пор точно неизвестно, поэтому открытие VFTS 243 так важно.
