Астрономы нашли ближайшую к Земле черную дыру
Астрономы обнаружили самого близкого кандидата в черные дыры звездных масс, который входит в тройную систему звезд, видимую невооруженным глазом в южном полушарии Земли. Нижний предел массы этой черной дыры оценивается в 4,2 масс Солнца, а расстояние до системы — в одну тысячу световых лет. Статья опубликована в журнале Astronomy&Astrophysics, кратко о работе рассказывается на сайте Европейской южной обсерватории.
Существование черных дыр, как области пространства-времени, которую из-за сильной гравитации не может покинуть даже фотон, было предсказано более ста лет назад в рамках Общей теории относительности. Долгое время астрономы имели только косвенные доказательства их существования, такие как сильное гравитационное влияние на другие тела, обнаружение релятивистских джетов в далеких галактиках или наблюдения за яркими аккреционными дисками в двойных системах. Лишь недавно, благодаря развитию методик наблюдений и обработки данных, ученые смогли получить прямое свидетельство реальности подобных тел во Вселенной в виде тени черной дыры в центре активной галактики M87, а также неоднократно регистрировали гравитационные волны от слияния черных дыр и впервые подтвердили предсказываемые теорией относительности особенности движения звезды в сильном гравитационном поле вблизи сверхмассивной черной дыры в центре Млечного Пути.
До недавнего времени самой близкой к Земле известной черной дырой считался один из компонентов рентгеновской двойной A0620-00, расположенной на расстоянии трех тысяч световых лет от нас в созвездии Единорога. Теперь группа астрономов во главе с Томасом Ривиниусом (Thomas Rivinius) из Европейской южной обсерватории сообщила об обнаружении еще более близкой черной дыры в тройной звездной системе HR 6819, которая удалена от Солнца на тысячу световых лет. Система видна невооруженным глазом в южном созвездии Телескопа в ясную безлунную ночь.
Открытие было сделано в ходе изучения системы при помощи спектрографа FEROS (Fibre Extended Range Optical Spectrograph), установленного на 2,2-метровом телескопе MPG в обсерватории Ла-Силья в Чили. HR 6819 состоит из Ве-звезды, которая находится на широкой орбите вокруг тесной пары из звезды типа B3 III и невидимого компаньона на круговой орбите. Период обращения тесной двойной составляет 40 земных дней. Полуамплитуда лучевой скорости внутренней звезды равна 61,3 километрам в секунду, что, вместе с оценкой ее минимальной массы в 6,3 массы Солнца, дает нижний порог массы невидимого тела в 4,2 массы Солнца. Это означает, что перед нами черная дыра звездной массы, которая не поглощает в данный момент вещество.
Ученые считают, что это открытие послужит толчком для поиска других «тихих» черных дыр. Если учесть, что около двадцати процентов всех звезд раннего типа являются тройными системами, и одна сотая процента из них имеют структуру системы, аналогичную HR 6819, то расхождение между ожидаемым и наблюдаемым количеством черных дыр в галактике может уменьшиться на несколько порядков, если эти черные дыры будут найдены в таких системах. Кроме того, в системах с конфигурацией, похожей на HR 6819, могут происходить слияния двух черных дыр, что вызовет всплеск гравитационных волн, который можно зарегистрировать.
Увидеть «тень» черной дыры и заглянуть в недра квазаров астрономам помог метод радиоинтерферометрии со сверхдлинной базой, одним из создателей которого является астрофизик Николай Семенович Кардашев, об открытиях которого можно узнать из нашего материала «Создатель "РадиоАстрона"».
Александр Войтюк
Это первый известный гидрид металлов в атмосферах экзопланет
Астрономы при помощи наземных телескопов достоверно обнаружили гидрид хрома в атмосфере горячего юпитера WASP-31b. Это первый случай подтвержденного открытия гидрида металлов в атмосферах экзопланет. Статья опубликована в журнале The Astrophysical Journal Letters. Линии гидридов и оксидов металлов используются астрофизиками при спектроскопических исследованиях атмосфер очень холодных звезд и коричневых карликов для их классификации и определения некоторых свойств — например, металличности или наличия облаков. Горячие экзогиганты могут обладать температурой, сравнимой с температурой коричневых карликов (а порой и звезд), поэтому в них тоже можно найти оксиды и гидриды металлов, которые влияют на свойства их атмосфер, например, вызывают температурную инверсию. Неоднократные поиски на горячих и теплых экзопланетах гидридов железа и хрома уже давали интересные кандидатуры, однако эти результаты основаны на спектроскопии низкого разрешения, что затрудняет достоверную идентификацию различных соединений и не позволяет сделать однозначных выводов. Группа астрономов во главе с Лаурой Флэгг (Laura Flagg) из Корнеллского университета сообщила об однозначном обнаружении гидрида хрома (CrH) в атмосфере горячего юпитера WASP-31b. Для этого ученые проанализировали данные спектроскопических наблюдений высокого разрешения, проведенных при помощи спектрографов GRACES и UVES, установленных на наземных телескопах «Джемини-Север» и VLT. Наблюдения велись в 2017 и 2022 году, во время транзитов планеты по диску звезды. Масса WASP-31b оценивается в 0,478 массы Юпитера, а радиус — в 1,549 радиуса Юпитера, она совершает один оборот вокруг своей звезды спектрального класса F5 за 3,4 дня и обладает равновесной температурой 1481 кельвин, а также очень низкой плотностью. Ранее в атмосфере экзопланеты уже был обнаружен гидрид хрома, однако тогда данные казались не до конца убедительными — статистическая значимость открытия составила 3,3 сигма. В текущем исследовании статистическая значимость обнаружения гидрида хрома составляет 5,6 сигма, что делает WASP-31b первой экзопланетой с подтвержденным наличием гидрида металла. Авторы отмечают, что текущие возможности наземной спектроскопии высокого разрешения для поисков гидридов и оксидов металлов на других экзопланетах ограничены и для новых открытий стоит использовать космические телескопы, такие как «Джеймс Уэбб», а также будущие крупные наземные телескопы следующего поколения. Ранее мы рассказывали о том, как астрономы впервые отыскали барий, самарий и тербий в атмосферах ультрагорячих юпитеров — это самые тяжелые найденные на сегодня элементы в атмосферах экзопланет.