Проблема с черными дырами в том, что их трудно увидеть. Обычно мы можем обнаружить их присутствие только тогда, когда мы можем обнаружить их гравитационное притяжение. И если есть черные дыры-изгои, просто путешествующие по галактике и не привязанные к другому светящемуся астрономическому объекту, обнаружить их было бы чертовски сложно. Но теперь у нас есть новый потенциальный набор данных для этого. Gaia только что выпустила свой массивный третий набор данных, который содержит астрометрические данные для более чем 1,5 миллиарда звезд, что составляет около 1% от общего числа звезд в галактике. Согласно новой статье Джеффа Эндрюса из Университета Флориды и Северо-Западного университета, Gaia может обнаружить возмущения, вызванные блуждающей черной дырой, кратковременно взаимодействующей с одной из 1,5 миллиардов звезд в каталоге. К сожалению, маловероятно, чтобы такое взаимодействие действительно имело место во время наблюдения Гайи.
Эта статья является третьей в серии, в которой исследуется потенциальное использование новых данных Gaia для поиска компаньонов для некоторых из ее звезд. Светящиеся звезды — специальность Гайи, но у многих есть «темные спутники», которые не так заметны, как их светящиеся партнеры. Не все эти темные спутники являются черными дырами — некоторые из них могут быть мертвыми звездами, которые уже сожгли свое топливо, но не были достаточно массивными, чтобы образовать черную дыру. В первой статье рассматривалось, как ученые могут использовать данные Гайи, чтобы найти сигнатуры этих темных спутников. Второй был сосредоточен на том, содержат ли данные намеки на очень длинные бинарные орбитальные отношения с орбитальными периодами, которые превышают временную шкалу наблюдений. Оба этих исследования указывают на достоверный анализ, который кто-то, несомненно, проведет теперь, когда данные Gaia будут опубликованы. Однако они не касаются потенциально самого интересного из всех темных компаньонов — черных дыр.
По оценкам, количество черных дыр в Млечном Пути составляет от 10 миллионов до 1 миллиарда, что составляет от 0,01% до 1% от вероятного общего числа звезд в галактике. Но большинство из них размером всего со звезду, и их чрезвычайно трудно обнаружить, используя обычные данные. Однако их притяжение может быть просто заметно в наборе данных Gaia. Сама Gaia собирает астрометрические данные, которые определяют положение, движение и величину звезд. Любое взаимодействие с черной дырой, каким бы мимолетным оно ни было, потенциально может повлиять на любой из этих показателей. Это просто вопрос понимания, что искать. Это может быть не так просто, как сложная математика и «экстремальные предположения», которые проясняют детали документов Эндрюса.
Он отмечает, что около 300 000 звезд в каталоге Gaia демонстрируют события ускорения. Тем не менее, он также отмечает, что с некоторыми очень общими предположениями о содержании темной материи в Млечном Пути ни одно из этих 300 000 наблюдаемых ускорений, вероятно, не связано с взаимодействием с черной дырой-изгоем. Но это не значит, что невозможно обнаружить любое такое взаимодействие с Гайей. На самом деле Эндрюс считает, что это возможно, если сделать еще несколько предположений о том, как устроена сама галактика. Блуждающая черная дыра, временно взаимодействующая со светящейся звездой, — это просто редкое событие, которое, скорее всего, Гайя не зафиксировала во время периода наблюдения. Но если другой ученый действительно найдет доказательства такого взаимодействия, скрывающегося в данных, или другой миссии в будущем удастся зафиксировать это доказательство, такое открытие станет благом для науки о черных дырах.
