Обнаружена ближайшая к Земле черная дыра

Cхема системы HR 6819. Орбиты звезд показаны голубыми линиями, а черной дыры — красной линией.

Фото из открытых источников

Астрономы обнаружили самого близкого кандидата в черные дыры звездных масс, который входит в тройную систему звезд, видимую невооруженным глазом в южном полушарии Земли. Нижний предел массы этой черной дыры оценивается в 4,2 масс Солнца, а расстояние до системы — в одну тысячу световых лет. Статья опубликована в журнале Astronomy&Astrophysics, кратко о работе рассказывается на сайте Европейской южной обсерватории.

Существование черных дыр, как области пространства-времени, которую из-за сильной гравитации не может покинуть даже фотон, было предсказано более ста лет назад в рамках Общей теории относительности. Долгое время астрономы имели только косвенные доказательства их существования, такие как сильное гравитационное влияние на другие тела, обнаружение релятивистских джетов в далеких галактиках или наблюдения за яркими аккреционными дисками в двойных системах. Лишь недавно, благодаря развитию методик наблюдений и обработки данных, ученые смогли получить прямое свидетельство реальности подобных тел во Вселенной в виде тени черной дыры в центре активной галактики M87, а также неоднократно регистрировали гравитационные волны от слияния черных дыр и впервые подтвердили предсказываемые теорией относительности особенности движения звезды в сильном гравитационном поле вблизи сверхмассивной черной дыры в центре Млечного Пути.

До недавнего времени самой близкой к Земле известной черной дырой считался один из компонентов рентгеновской двойной A0620-00, расположенной на расстоянии трех тысяч световых лет от нас в созвездии Единорога. Теперь группа астрономов во главе с Томасом Ривиниусом (Thomas Rivinius) из Европейской южной обсерватории сообщила об обнаружении еще более близкой черной дыры в тройной звездной системе HR 6819, которая удалена от Солнца на тысячу световых лет. Система видна невооруженным глазом в южном созвездии Телескопа в ясную безлунную ночь.

Открытие было сделано в ходе изучения системы при помощи спектрографа FEROS (Fibre Extended Range Optical Spectrograph), установленного на 2,2-метровом телескопе MPG в обсерватории Ла-Силья в Чили. HR 6819 состоит из Ве-звезды, которая находится на широкой орбите вокруг тесной пары из звезды типа B3 III и невидимого компаньона на круговой орбите. Период обращения тесной двойной составляет 40 земных дней. Полуамплитуда лучевой скорости внутренней звезды равна 61,3 километрам в секунду, что, вместе с оценкой ее минимальной массы в 6,3 массы Солнца, дает нижний порог массы невидимого тела в 4,2 массы Солнца. Это означает, что перед нами черная дыра звездной массы, которая не поглощает в данный момент вещество.

Ученые считают, что это открытие послужит толчком для поиска других «тихих» черных дыр. Если учесть, что около двадцати процентов всех звезд раннего типа являются тройными системами, и одна сотая процента из них имеют структуру системы, аналогичную HR 6819, то расхождение между ожидаемым и наблюдаемым количеством черных дыр в галактике может уменьшиться на несколько порядков, если эти черные дыры будут найдены в таких системах. Кроме того, в системах с конфигурацией, похожей на HR 6819, могут происходить слияния двух черных дыр, что вызовет всплеск гравитационных волн, который можно зарегистрировать.

Увидеть «тень» черной дыры и заглянуть в недра квазаров астрономам помог метод радиоинтерферометрии со сверхдлинной базой, одним из создателей которого является астрофизик Николай Семенович Кардашев.