|
Физики МТИ обнаружили тройную черную дыру
|
|
|
|
Команда физиков из Массачусетского технологического института (MIT) и Калифорнийского технологического института (Cal Tech) заявляет, что они обнаружили свидетельства того, чего астрономы никогда раньше не видели: ‘тройную черную дыру’.
|
|
|
|
Многие ранее обнаруженные черные дыры имеют на своей орбите другой объект, который может включать в себя звезду или даже другую черную дыру. Однако исследователи говорят, что это первый известный пример черной дыры, в которой две звезды захвачены ее гравитационным притяжением.
|
|
|
|
Одна из звезд обращается вокруг черной дыры примерно каждые 6,5 дней. Такое близкое расстояние означает, что черная дыра медленно поглощает попавшую в ловушку звезду. Вторая звезда находится гораздо дальше, и, по оценкам астрономов, она обращается вокруг своей черной дыры каждые 70 000 лет.
|
|
|
|
В то время как обнаружение звезд вблизи черных дыр - обычное дело, обнаружение звезды, которая находится так далеко от своего хозяина, но все еще находится в пределах его гравитационного влияния, является необычным. На самом деле, исследователи говорят, что методы формирования черных дыр обычно благоприятствуют превращению звезды-хозяина в сверхновую, прежде чем она превратится в черную дыру, - бурный процесс, который должен вывести любой объект, находящийся так далеко, за пределы досягаемости его притяжения.
|
|
|
|
|
|
|
Хотя некоторые модели образования черных дыр показывают возможность того, что звезда просто коллапсирует сама в себя без взрыва, процесс, который астрономы называют “прямым коллапсом”, это было бы первым свидетельством того, что черная дыра родилась таким образом.
|
|
|
|
“Мы считаем, что большинство черных дыр образуются в результате сильных взрывов звезд, но это открытие позволяет поставить это под сомнение”, - пояснил автор исследования Кевин Бердж, научный сотрудник Паппалардо с физического факультета Массачусетского технологического института.
|
|
Первая в истории тройная черная дыра, обнаруженная случайно
|
|
|
|
Бердж и его коллеги говорят, что их открытие первой в истории тройной черной дыры произошло в основном случайно, когда они искали вновь образовавшиеся черные дыры с помощью онлайн-инструмента под названием Aladin Lite. Программа Aladin Lite, состоящая из данных и изображений, полученных с множества космических и наземных обсерваторий, позволяет исследователям рассматривать определенные области космоса под разными углами и с разной длиной волны света.
|
|
|
|
Бердж говорит, что, используя базу данных, он обратил внимание на ранее обнаруженную черную дыру под названием V404 Лебедя. Впервые обнаруженная в 1992 году, эта конкретная черная дыра изучалась на протяжении десятилетий, в результате чего было опубликовано более 1300 научных работ.
|
|
|
|
Ни в одной из этих предыдущих попыток не было замечено, что V404 Лебедя ранее считалась тройной черной дырой.
|
|
|
|
По словам Берджа, после сканирования оптических изображений черной дыры он обнаружил две отчетливые области света. Первая из них ранее была охарактеризована как задняя дыра, а ближайшая звезда находилась в процессе поглощения. Однако быстрый просмотр предыдущей литературы показал, что второй, отчетливый сгусток света был новым. Учитывая, что он был виден сам по себе, исследователь быстро определил, что это, вероятно, далекая звезда, каким-то образом попавшая в гравитационный колодец черной дыры.
|
|
|
|
“Тот факт, что мы можем видеть две отдельные звезды на таком большом расстоянии, на самом деле означает, что звезды должны быть действительно очень далеко друг от друга”, - объяснил он.
|
|
|
|
Некоторые быстрые расчеты показали, что если это была другая звезда, то она находилась примерно в 3500 астрономических единицах (а.е.) от V404Cygni. Одна астрономическая единица соответствует расстоянию между Землей и Солнцем, что означает, что недавно открытая звезда была удалена от своего спутника. Расстояние было достаточно большим, чтобы Бердж задался вопросом, действительно ли черная дыра удерживается под действием силы тяжести.
|
|
|
|
Чтобы ответить на этот вопрос, Бердж и его коллеги обратились к Gaia. Космическая обсерватория Gaia отслеживает движение звезд в галактике Млечный Путь с 2015 года.
|
|
|
|
Конечно же, данные Gaia показали, что близкая звезда и удаленная звезда движутся в тандеме. Хотя это было возможно и без того, чтобы внешняя звезда поддалась гравитационному притяжению черной дыры, исследователи определили, что вероятность этого составляет примерно один к десяти миллионам.
|
|
|
|
“Это почти наверняка не совпадение и не случайность”, - говорит Бердж. “Мы видим две звезды, которые следуют друг за другом, потому что они связаны слабой гравитационной нитью. Таким образом, это должна быть тройная система”.
|
|
Теория прямого коллапса раскрывает возраст Черной дыры
|
|
|
|
В заключении своего исследования исследователи отмечают, что сильный взрыв звезды, превращающейся в сверхновую, должен отодвинуть звезду, находящуюся на таком расстоянии от этого события, еще дальше.
|
|
|
|
“Представьте, что вы тянете за воздушного змея, и вместо прочной веревки вы тянете за паутину”, - говорит Бердж. “Если вы потянете слишком сильно, паутина порвется, и вы потеряете воздушного змея. Гравитация подобна едва натянутой струне, которая на самом деле очень слаба, и если вы сделаете что-нибудь серьезное с внутренней двойной звездой, вы потеряете внешнюю звезду”.
|
|
|
|
Этот анализ был подтвержден несколькими образованиями черных дыр, почти все из которых показали, что взрыв сверхновой вытолкнул звезду за пределы гравитационной досягаемости образовавшейся черной дыры. Хотя это и неубедительно, но, вероятно, подтверждает идею о том, что V404 Лебедя является первым известным примером черной дыры, образовавшейся в результате прямого коллапса.
|
|
|
|
“Подавляющее большинство симуляций показывают, что самый простой способ заставить эту тройную дыру работать - это прямой коллапс”, - говорит Бердж.
|
|
|
|
Еще одним неожиданным преимуществом открытия группой ученых тройной черной дыры стала возможность определить возраст системы. По словам авторов исследования, недавно открытая звезда находится в процессе превращения в красного гиганта. Поскольку это происходит в конце жизни звезды, они смогли точно определить ее возраст, что ранее было невозможно.
|
|
|
|
“Нам никогда раньше не удавалось сделать это для старой черной дыры”, - говорит Бердж. “Теперь мы знаем, что V404 Лебедя является частью тройки; он мог образоваться в результате прямого коллапса, и он образовался около 4 миллиардов лет назад, благодаря этому открытию”.
|
|
|
|
“Эта система очень интересна для изучения эволюции черных дыр, - добавил он, - и она также поднимает вопрос о том, существуют ли еще тройки”.
|
|
|
|
Исследование “Рентгеновская двойная система V404 Лебедя с малой массой черной дыры является частью широкой тройки” было опубликовано в журнале Nature.
|
|
|
|
Источник
|
