Астрономы нашли чудовищную черную дыру рядом с Землей

Черная дыра-монстр может оказаться самой близкой к Земле из всех, что обнаружены на сегодняшний день. Этот объект с массой, равной 12 Солнцам, незаметно обитает практически у нас во «дворе».

Черные дыры формируются, когда происходит быстрое сжатие и распад массивных звезд под действием их собственной силы тяготения и они сбрасывают свои внешние слои в результате массивного взрыва. Звездный остаток уплотняется настолько, что искривление пространства-времени становится бесконечным в его окрестностях, а его гравитация столь сильна, что ничего (в том числе свет) не может покинуть его поверхность. Это делает невозможным наблюдение черных дыр с помощью обычных оптических телескопов, изучающих объекты в видимом свете.

Астрономы обычно ищут черные дыры в невидимых длинах волн или наблюдают за их воздействием на объекты поблизости. Черные дыры часто позволяют себя обнаружить, испуская вспышки света, поглощая пыль и газ, звезды или сталкиваясь друг с другом. Но весьма сложно оценить, сколько еще черных дыр скрывается в космосе.

Художественная иллюстрация черной дыры с аккреционным диском и джетом

В новом исследовании, вышедшем в Astrophysical Journal, были изучены данные почти 200 000 двойных звездных систем, идентифицированных миссией Gaia по сканированию неба, запущенной еще в 2013 году в целях создания точной и полной карты Млечного Пути. В частности, в третьем каталоге Gaia (Gaia Data Release 3) команда астрономов, возглавляемая специалистами  из Университета Алабамы в Хантсвилле (UAH), искала признаки звезд, вращающихся вокруг массивных невидимых объектов.

Особое внимание ученые обращали на объекты со спутниками, обладающими большой массой, и с такой яркостью, которая могла быть приписана одной видимой звезде. Тогда у астрономов была веская причина полагать, что компаньон звезды темный.

У наиболее многообещающих кандидатов измерили световой спектр звезд с использованием ряда инструментов, включая обсерваторию Кека на Гавайях и Гигантский Магелланов Телескоп в Чили. При наличии черной дыры ее можно было обнаружить, поскольку ее огромное гравитационное воздействие влияет на спектр света звезды во время ее движения по орбите.

Внимание ученых особенно привлекла одна система — видимая звезда с массой чуть меньше Солнца, вращающаяся вокруг какого-то объекта с массой, более чем в 12 раз превышающую ее собственную. Ей требовалось 185 дней, чтобы совершить полный оборот.

Местоположение недавно идентифицированной черной дыры. Изображение: Sloan Digital Sky Survey/ S. Chakrabart et al.

Притяжение черной дыры к видимой солнцеподобной звезде можно определить при помощи спектроскопических измерений, которые показывают лучевую скорость, связанную с эффектом Доплера. При анализе лучевых скоростей видимой звезды астрономы сразу смогли понять, насколько массивна черная дыра-компаньон, а также вычислить период вращения и эксцентричность орбиты. В итоге спектроскопия подтвердила выводы Gaia, где также было указано, что данная двойная система состоит из видимой звезды, которая вращается вокруг очень массивного объекта.

Также примечательно, что эта черная дыра находится всего в 1550 световых годах от нашей планеты. В космических масштабах это довольно близко. Таким образом, это одна из ближайших известных учёным черных дыр — и, возможно, самая близкая к Земле.

До этого момента звание самой близкой к нам черной дыры принадлежало объекту в системе V Puppis, расположенному примерно в 960 световых годах от Земли, но все еще не подтверждено, что это именно черная дыра. Другие недавние обладатели этого «титула» — HR 6819 и «Единорог» на расстоянии 1000 и 1120 световых лет соответственно, но эти объекты уже реклассифицировали.

Конечно, есть все шансы, что новый объект может постичь та же участь, но дальнейшие наблюдения в любом случае помогут подтвердить это или опровергнуть.