Обнаружение и изучение чёрных дыр Вселенной 8 февраля 2022, 12:31
  • Ольга Мурая

Первая в своём роде: астрономы нашли первую чёрную дыру, блуждающую по Галактике

  • Чёрные дыры проявляют себя лишь сильнейшим гравитационным воздействием на окружающие их видимые космические объекты.
    Чёрные дыры проявляют себя лишь сильнейшим гравитационным воздействием на окружающие их видимые космические объекты.
    Фото Pixabay.
  • Событие микролинзирования, зафиксированное телескопом "Хаббл".
    Событие микролинзирования, зафиксированное телескопом "Хаббл".
    Иллюстрация Sahu et al./arXiv, 2022.
  • Чёрные дыры проявляют себя лишь сильнейшим гравитационным воздействием на окружающие их видимые космические объекты.
    Чёрные дыры проявляют себя лишь сильнейшим гравитационным воздействием на окружающие их видимые космические объекты.
    Фото Pixabay.
  • Событие микролинзирования, зафиксированное телескопом "Хаббл".
    Событие микролинзирования, зафиксированное телескопом "Хаббл".
    Иллюстрация Sahu et al./arXiv, 2022.
Исследователи искали причину странного увеличения яркости одной из звёзд на небе и нашли этому лишь одно объяснение.

Теоретики некоторое время назад предположили, что в межзвёздном пространстве дрейфует множество чёрных дыр. Но до сих пор астрономы не находили ни одной такой скиталицы.

Поясним, что чёрные дыры сопоставимой со звёздами массы обычно существуют в паре с обычной звездой и обращаются вокруг общего с ней центра масс.

Если же происходит какое-то экстраординарное событие, например, взрыв сверхновой, чёрная дыра теоретически может отправиться в странствие по безбрежному космосу, получив ускорение от мощного взрыва. Однако найти таких "путешественниц без дома" крайне сложно.

Трудность их обнаружения связана с самой природой чёрных дыр — их трудно заметить на чёрном фоне космоса. И если чёрные дыры, у которые есть звёзды-компаньоны, можно засечь по излучению падающего на них вещества, которое они вытягивают из звезды-партнёра, то изолированные чёрные дыры обнаружить практически невозможно.

Тем не менее существуют убедительные доказательства существования таких одиночек.

Предыдущие исследования показали, что чёрные дыры часто образуются, когда звёзды достигают конца своей жизни, а их ядра коллапсируют, что обычно приводит к образованию сверхновых звёзд. И поскольку таких сверхновых наблюдалось немало, кажется очевидным, что в результате должно было образоваться множество чёрных дыр.

Недавно международная группа исследователей обнаружила косвенное подтверждение существования таких чёрных дыр-скиталиц.

Команда учёных в своём исследовании показала, что "подмигивание" звезды, наблюдавшееся ещё в 2011 году, было связано с наличием свободно плавающей чёрной дыры, блуждающей в межзвёздном пространстве.

Чтобы найти чёрную дыру, которая "свободно плавает в космосе", необходимо было искать эффекты гравитационного микролинзирования.

Гравитация объекта срабатывает как линза для излучения (когда свет, исходящий от звёзд, искривляется притяжением объекта), если он имеет огромную массу. Подобный процесс может иметь место и в случае чёрной дыры.

Правда, обычно астрономы ловят гравитационное линзирование целых галактик. Учитывая огромные расстояния космоса, такое микролинзирование массивными, но всё же очень маленькими чёрными дырами почти невозможно обнаружить даже с помощью лучших современных телескопов.

И вот в 2011 году учёным улыбнулась удача: сразу две проектные группы, искавшие эффект микролинзирования, заметили звезду, которая стала ярче, казалось, без всякой видимой причины. Заинтригованные исследователи приступили к анализу данных космического телескопа "Хаббл".

В течение шести лет астрономы наблюдали за изменением в параметрах приходящего излучения, надеясь, что это изменение произошло из-за микролинзирования чёрной дырой. Затем они обнаружили ещё кое-что интересное — положение звезды будто бы изменилось.

Событие микролинзирования, зафиксированное телескопом "Хаббл".

Исследователи предполагают, что это изменение могло быть связано только с тем, что невидимый движущийся объект — межзвёздная чёрная дыра — притягивал проходящее мимо неё излучение.

Астрономы продолжали изучать звезду и её излучение и в конечном итоге выяснили, что в месте предполагаемого микролинзирования нет звезды, от которой бы исходило наблюдаемое излучение.

Также учёные подтвердили, что увеличение яркости звезды продолжалось достаточно долго: а это является необходимым условием для подтверждения наличия чёрной дыры. Почему? Потому что краткосрочное увеличение яркости могло бы указывать на прохождение перед ней небольшого объекта, такого как планета, или, к примеру, на появление новой звезды.

Таким образом, собранные астрономами доказательства достаточно убедительны, чтобы подтвердить наблюдение чёрной дыры, находящейся "в свободном полёте". Исследователи даже смогли измерить её массу, равную семи солнечным. Это ещё раз указывает на то, что учёные наблюдают не белого карлика или нейтронную звезду (массы которых гораздо меньше).

Они также вычислили, что чёрная дыра-скиталица движется со скоростью примерно 45 км/с.

Исследователи заявили, что в будущем они будут использовать наблюдения с помощью чувствительных рентгеновских телескопов, чтобы определить, стягивает ли на себя предполагаемая чёрная дыра какой-либо материал из межзвёздной среды вокруг неё.

Кроме того, будущие инструменты смогут обнаруживать ещё больше изолированных чёрных дыр звёздной массы. Когда такая популяция чёрных дыр будет обнаружена и изучена, астрономы смогут использовать эти данные, чтобы узнать больше об описанном событии, получившем номер MOA-11-191/OGLE-11-0462, и других блуждающих чёрных дырах, населяющих Млечный Путь.

Исследовательская группа опубликовала научную работу с описанием своих выводов на портале препринтов arXiv.org. Публикация ещё не прошла процедуру рецензирования независимыми экспертами.

Напомним, ранее мы писали о первой чёрной дыре с "бьющимся и очень живучим сердцем". Также мы рассказывали о том, как сверхмассивная чёрная дыра разорвала близлежащую звезду практически на глазах у астрономов, а ещё о том, как учёные впервые заметили движение чёрной дыры.

Кроме того, мы сообщали о том, что древний галактический ветер рассказал о взаимодействии галактик с их чёрными дырами.

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

Читайте также

Видео по теме

Эфир

Лента новостей

Авто-геолокация