Наш Млечный Путь, по оценкам, содержит 100 миллионов черных дыр звездной массы, порожденных коллапсом массивных светил. До сих пор верхний предел для объектов этого типа в нашей Галактике оценивался в 20 солнечных масс. Но обнаружение международной группой ученых огромной черной дыры опровергло это предположение.
Команда, возглавляемая профессором Цзифэном Лю из Национальной астрономической обсерватории Академии наук Китая, отыскала черную дыру с массой в 70 раз больше солнечной, расположенную в 15 тысячах световых лет от Земли. Ученые сообщают о находке в журнале Nature.
Открытие монстра, получившего наименование LB-1, стало большим сюрпризом. «Согласно общепринятым моделям звездной эволюции, черные дыры такой массы просто не могут существовать в Млечном Пути. Считается, что очень массивные звезды с химическим составом, типичным для нашей Галактики, на поздних этапах своего существования теряют большую часть газа в мощных звездных ветрах. Поэтому они не должны оставлять после себя такой огромный остаток», – объясняет профессор Лю.
Черная дыра с аккреционным диском и струей светящегося горячего газа. Credits: NASA/JPL-Caltech
Совсем недавно астрономы могли обнаружить черные дыры звездной массы лишь в бинарных системах по мощному рентгеновскому излучению, возникающему в процессе поглощения ими газа от звезды-компаньона, но большинство черных дыр в Млечном Пути не участвует в космическом банкете и ускользает от рентгеновских обсерваторий. В результате только два десятка черных дыр звездной массы были точно охарактеризованы.
Чтобы противостоять этому ограничению, профессор Лю и его коллеги сканировали небо с помощью китайского телескопа LAMOST в поисках звезд, которые вращаются вокруг невидимого объекта под влиянием гравитации. К сожалению, этот метод напоминает поиск иголки в стоге сена: статистически только одна звезда из тысячи обитает на орбите вокруг черной дыры.
Когда, наконец, был найден первый невидимый объект, крупнейшие оптические телескопы – 10-метровые «Gran Telescopio Canarias» в Испании и «Keck I» в США – были привлечены к определению физических параметров системы. Результаты оказались просто фантастическими: звезда, в восемь раз массивнее нашей, совершала один оборот вокруг черной дыры с массой в 70 солнечных за каждые 79 земных суток.
Keck-I и Keck-II. Credit: Keck Observatory
Открытие LB-1 стало очередным прорывом в астрофизике. В последнее время детекторы LIGO и Virgo начали фиксировать гравитационные волны, вызванные столкновениями черных дыр в далеких галактиках. Интересно, что монстры, вовлеченные в такие слияния, также были намного больше того, что ранее считалось типичным. Прямое обнаружение LB-1 доказывает, что эта популяция «тяжелых» черных дыр звездной массы существует и в Млечном Пути.
«Это открытие заставляет нас пересмотреть модели формирования черных дыр звездной массы», – заключил директор LIGO профессор Давид Рейце из Университета Флориды (США).
Источник: