Зовсім новий клас чорних дір може існувати у Всесвіті, й ці об’єкти, можливо, набагато менші від відкритих раніше крихітних небесних тіл — до такого нового і радикального висновку дійшли науковці.
Дослідники виявили чорну діру порівняно низької маси, що є супутником зорі, яка лежить від Землі на відстані 10000 світлових років. Фото з сайту www.livescience.com.
Чорні діри — це масивні небесні тіла, які поглинають все, що надто близько підходять до них; навіть світло не може вирватися з їх потужних гравітаційних обіймів. Пошук чорних дір, малих та великих — аж до надмасивних, які містяться в центрі більшості галактик, зокрема й в нашій, — допомагає дослідникам вивчити особливості розвитку Всесвіту, розповідає про життя та смерть зір.
Вчені впевнені, що чорні діри — це залишки своїх попередників, масивних зір, які «загинули» в результаті вибуху й колапсу (спалах наднової — Ред.). У таких явищах можуть виникати два різних об’єкти. Якщо зоря досить масивна, вибух призведе до утворення чорної діри, в іншому разі з’явиться невеликий об’єкт, відомий як нейтронна зоря.
Зазвичай астрономи шукають чорні діри в нашій галактиці, реєструючи рентгенівські промені, які виникають, коли чорні діри поглинають речовину сусідніх зір. Є інший шлях: у віддалених галактиках дослідники шукають гравітаційні хвилі, утворення яких спричиняє злиття двох чорних дір або нейтронних зір.
Але група дослідників поцікавилася, чи можуть бути чорні діри відносно малої маси, які не випромінюють в рентгенівському діапазоні. Такі гіпотетичні чорні діри, ймовірно, існують у подвійній системі з іншою зорею, хоча вони обертаються досить далеко від неї і не досить активно поглинають її речовину. «Ці маленькі чорні діри, вважають дослідники, не будуть сильними джерелами рентгенівських променів і тому залишаться невидимими для астрономів», — сказав Тодд Томпсон (Todd Thompson), професор астрономії університету штату Огайо та головний автор дослідження.
«Ми майже впевнені, що у галактиках має бути багато, багато цих чорних дір у подвійних зоряних системах. Просто ми їх не знайшли, бо їх важко знайти», — сказав Томпсон новинному сайту Live Science в інтерв’ю. Але «завжди цікаво намагатися знайти речі, які неможливо побачити».
Томпсон та його колеги шукали докази існування цих чорних дір біля кількох зір, що ймовірно є подвійними. Дослідники використали дані огляду неба Galactic Evolution Experiment (APOGEE). Його виконують в обсерваторії Апачі-Пойнт (Apache Point) і вже отримали інформацію про спектри понад 100 000 зір у нашій галактиці на різних довжинах хвиль.
Інформація цього огляду дала змогу виявити варіації спектрів кожної з обраних науковцями зір. Взявши до уваги результати аналізу, дослідники розглядали зміни яскравості підмножини зір, які могли обертатися навколо чорних дір, використовуючи дані іншого огляду під назвою All-Sky Automated Surveyfor Supernovae (ASAS-SN). Вчені шукали зорі зі змінами яскравості та кольорів.
У такий спосіб дослідники виявили масивний темний об’єкт в міцних гравітаційних обіймах великої зорі. Ця подвійна система лежить на відстані приблизно 10 000 світлових років від Сонця в напрямку сузір’я Візничого. Згідно з оцінкою, об’єкт приблизно в 3,3 рази масивніший, ніж Сонце, тобто він занадто масивний, аби бути нейтронною зорею, але він і недостатньо масивний, як порівняти з будь-якою відомою чорною дірою.
Водночас раніше було висловлено припущення, що існує клас чорних дір із масою, проміжною між масами нейтронних зір та класичних чорних дір.
Вже деякий час дослідники припускають, що існує клас чорних дір із масою, яка лежить між масою нейтронних зір та класичних чорних дір. Фото з сайту www.livescience.com.
Маса нейтронної зорі-рекордсмена становить 2,1 мас Сонця, в той же час маса відомої чорної діри-ліліпута приблизно у п’ятеро—шестеро більша маси Сонця, сказав Томпсон. Однак нижня межа маси нового об’єкта у 2,6 рази перевищує масу Сонця, а це, як вважають астрономи, є верхньою межею теоретично розрахованої маси масивних нейтронних зір. Будь-яка масивніша нейтронна зоряколапсувала б у чорну діру.
Отож, цей темний загадковий об’єкт з великою ймовірністю «може бути наймасивнішою нейтронною зорею, яку я бачив донині, прямо на межі, за якою він не може існувати» — сказав Томпсон. «Я насправді був би ще більше схвильований, якби це було правдою. Але більш ніж ймовірно, що це гіпотетична, ніколи раніше не бачена порівняно маломасивна чорна діра, тобто міні-чорна діра».
Деян Стойкович (Dejan Stojkovic), космолог і професор фізики в університеті Буффало-коледжу мистецтв і наук, не причетний до досліджень, так прокоментував нове відкриття в інтерв’ю кореспондентові Live Science: «Це, ймовірно, чорна діра, бо вона занадто масивна, щоб бути нейтронною зорею, якщо тільки це не якась незвичайна зоря». «Висновок звучить дуже розумно», але не несподівано, оскільки астрономи знають, що чорні діри нижчої маси існують.
Томпсон заявив, що сподівається на майбутні відкриття, зокрема, на інформацію про нахил орбіти таємничого об’єкта. Такі дані можливо отримає космічний зонд «Гайя» Європейського космічного агентства. Це дасть змогу дослідникам точніше виміряти масу загадкового космічного об’єкта.
За інф. з сайту www.livescience.com підготував Георгій Ковальчук
