Обнаружена самая маленькая и близкая к Земле чёрная дыра

Гравитация чёрной дыры растягивает звезду, меняя её форму.

Гравитация чёрной дыры растягивает звезду, меняя её форму.
Иллюстрация Lauren Fanfer.

Гравитация чёрной дыры растягивает звезду, меняя её форму.

Астрономы открыли объект, претендующий на звание самой маленькой и близкой к Земле чёрной дыры во Вселенной. Пока он получил лишь неофициальное название: Единорог. За свою исключительность, а также за то, что находится в созвездии Единорога.

Когда массивная звезда заканчивает свою жизнь во вспышке сверхновой, на месте взрыва остаётся маленькое и очень плотное тело: нейтронная звезда или чёрная дыра.

Нейтронные звёзды имеют огромную плотность: кубический сантиметр их вещества весит сотни миллионов тонн. Поэтому, будучи по массе сравнимы с Солнцем, они имеют диаметр всего в несколько километров.

Согласно расчётам теоретиков, максимальная масса нейтронной звезды составляет 2,5–2,7 солнечной. Более массивный объект при такой плотности теряет устойчивость и сжимается в чёрную дыру.

Казалось бы, массы чёрных дыр, образующихся при взрывах звёзд, должны начинаться с отметки в 2,7 солнечной. Однако долгие годы наблюдателям были известны лишь чёрные дыры массой от пяти солнц. Многие специалисты считали, что более лёгкие чёрные дыры во взрывах сверхновых вообще не образуются.

И вот в 2019 году астрономы обнаружили в созвездии Возничего чёрную дыру массой около 3,3 солнечной. Успех пришёл благодаря новому методу. Исследователи целенаправленно искали звёзды, обращающиеся вокруг чего-то невидимого и массивного. В итоге их внимание привлекла звезда 2MASS J05215658+4359220 из класса красных гигантов. У неё и был обнаружен компаньон, оказавшийся чёрной дырой.

Гравитация чёрной дыры растягивает звезду, меняя её форму.

Этот результат вдохновил учёных на продолжение поисков. Теперь команда исследователей, в которую входят и несколько первооткрывателей чёрной дыры в Возничем, сообщила об открытии такого же объекта в Единороге.

Чёрная дыра была найдена тем же методом. Вокруг неё тоже обращается красный гигант. Гравитация чёрной дыры не только заставляет звезду двигаться по орбите, но и вытягивает её, превращая небесное тело из шара в некое подобие дыни или картофелины. Эта деформация и скорость орбитального движения светила помогли учёным вычислить массу невидимого объекта. Она оказалась равна 3,04±0,06 солнечной.

Таким образом, Единорог – это, вероятно, самая лёгкая чёрная дыра, известная науке на сегодняшний день.

Правда, по некоторым расчётам, на месте нашумевшего столкновения нейтронных звёзд 17 августа 2017 года образовалась чёрная дыра массой 2,7 солнечной. Но, по другим данным, в результате этой катастрофы образовалась всё-таки предельно массивная нейтронная звезда.

Примечательно и то, как близко к Земле находится Единорог: до него всего 1500 световых лет (это примерно в 67 раз меньше диаметра Галактики). Авторы называют свою находку самой близкой к Земле чёрной дырой.

Однако ранее другая команда исследователей сообщала об открытии чёрной дыры всего в тысяче световых лет от Земли. Правда, оппоненты подвергли этот результат критике.

Впрочем, астрономия – не спорт, и для науки не так уж важно, какое именно небесное тело считать "самым-самым". Гораздо важнее, что предельно лёгкие чёрные дыры действительно существуют. Причём как минимум некоторые из них находятся у нас "под боком", то есть доступны для изучения настолько, насколько это вообще можно сказать о космической невидимке.

Исследование таких экзотических чёрных дыр поможет астрономам открыть новые тайны жизни и смерти звёзд и в конечном счёте больше узнать о Вселенной, в которой мы живём.

Научная статья с результатами исследования будет опубликована в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Пока же можно ознакомиться с её препринтом.

К слову, ранее мы рассказывали о ещё одном объекте, который может оказаться предельно лёгкой чёрной дырой. Писали мы и о столкновении чёрных дыр рекордно большой массы.

Больше новостей из мира науки вы найдёте в разделе "Наука" на медиаплатформе "Смотрим".