Открытие рекордной черной дыры назвали ошибочным

Три независимые группы астрономов указали на ошибку в интерпретации данных, которая может полностью перечеркнуть недавно анонсированное открытие рекордно крупной черной дыры звездных масс. В новых работах говорится, что авторы открытия приняли вариации накладывающейся линии поглощения за периодические сдвиги намного более сильной линии излучения. Если это так, то в данной системе находится вполне обычная черная дыра с массой в несколько солнечных, пишут ученые в препринтах на arXiv.org (1, 2, 3).

27 ноября в журнале Nature была опубликована статья китайских астрономов, которые утверждали об открытии необычайно тяжелой черной дыры звездных масс в двойной системе. Согласно их выводам, объект LB-1 состоял из обычной звезды B-типа и невидимого объекта массой около 68 солнечных. Авторы предположили, что это черная дыра, хотя и не исключили варианта, что это пара черных дыр умеренных масс на очень близкой орбите.

Столь высокое значение массы необычно, так как теория звездной эволюции не предполагает рождения настолько крупных черных дыр, а объекты сравнимой со звездами массы должны появляться именно в результате взрывов старых звезд. Подтверждение обнаружения такого объекта, таким образом, стало бы проблемой сразу для нескольких направлений в астрофизике, таких как теории звездной эволюции, теории взрывов сверхновых и теории устойчивости кратных систем.

Оценка массы данной черной дыры была сделана на основе параметров линии излучения водорода H_α. Авторы исходной публикации пришли к выводу, что этот свет порождается веществом диска вокруг черной дыры, а наблюдающиеся вариации в частоте его максимума связаны с изменением радиальной скорости объекта при движении по орбите.

В новых работах утверждается, что такая интерпретация переменности линии H_α ошибочна. Авторы этих исследований показывают, что более правдоподобное объяснение заключается в том, что существует стабильный источник постоянного излучения в данной линии, на свет которого накладывается поглощение в этой линии атмосферой обычной звезды в этой системе. Проведенный анализ показывает, что эти эффекты действительно легко спутать.

В первой работе ученые из Калифорнийского университета в Беркли подкрепляют свою правоту вычитанием модельного спектра звезды B-класса из полученного в обсерватории Кека спектра LB-1. Оказывается, что в таком случае никаких вариаций в линии H_α, которые можно было бы связать с радиальной скоростью, не остается. Авторы заключают, что это излучение нельзя однозначно связать с аккреционным диском черной дыры и, следовательно, точно определить ее массу. Тем не менее, другие данные указывают на черную дыру с массой от 5 до 20 солнечных как подходящего кандидата.

Во второй работе астрономы из Новой Зеландии, Великобритании, Канады и Австралии фокусируются на данных о расстоянии до системы. В исходной статье делался вывод, об ошибочно определенном параллаксе LB-1 спутником Gaia: вместо 2,14 килопарсек она находится в два раза дальше. Такое действительно могло происходить, но для этого объект должен наблюдаться в определенные моменты, чтобы смещение видимой звезды из-за движения по орбите в двойной создавало впечатление параллактического смещения. В новой публикации ученые использовали компьютерные модели для предсказания свойств подобной двойной и пришли к выводу, что результаты Gaia правильные, а невидимый компонент в системе обладает массой от 4 до 7 солнечных.

Третье исследование за авторством астрономов из Лёвенского католического университета и Королевской обсерватории Бельгии опирается на собственные наблюдения с помощью телескопа Mercator. Аналогично авторам первой работы, ученые также приходят к выводу, что выделенные вариации в линии H_α связаны не с движением черной дыры и светящегося диска вокруг нее, а с движением видимой звезды и поглощающей в данном диапазоне длин волн ее атмосферы. Получается, что никаких указаний на высокое отношение масс компаньонов в данной системе нет, и, следовательно, вывод о необычайно высокой абсолютной массе также недостоверен.

Недавно астрономы сообщали о другом рекорде — исключительно маленькой черной дыре. Также ученые разрешили планетам формироваться вокруг сверхмассивных черных дыр. О полученном ранее в этом году первом изображении тени черной дыры мы подробно писали в материале «Заглянуть за горизонт».