Астрономы отыскали кандидата в самую близкую к Земле черную дыру

Темный компаньон красного гиганта V723 Mon стал кандидатом в самую близкую к Земле черную дыру. К такому выводу пришли астрономы, проанализировав данные наблюдений за гигантом наземных и космических телескопов. Масса черной дыры оценивается в 3,04 массы Солнца, что делает ее еще и одной из самых легких черных дыр из известных. Препринт работы опубликован на сайте arXiv.org.

Исследования нейтронных звезд и черных дыр звездных масс в Млечном Пути играют важнейшую роль в понимании финала эволюции массивных звезд и механизма коллапса ядра. Однако на сегодняшний день выборка из известных нам компактных объектов таких типов представлена в основном пульсарами, магнитарами или двойными системами, где нейтронная звезда или черная дыра активно взаимодействуют со своим компаньоном. Чтобы составить более полное представление о свойствах таких объектов, астрономам необходимо открывать как одиночные черные дыры, так и черные дыры в двойных системах, которые не проявляют активности. Несмотря на то, что в теории в Млечном Пути существует около тысячи «тихих» черных дыр (причем около сотни из них могут обладать компаньонами ярче 20 звездной величины), их поиски достаточно сложны и к настоящему времени найдено не так много кандидатов в такие объекты.

Группа астрономов во главе с Таринду Джаясингхе (Tharindu Jayasinghe) из Университета штата Огайо сообщила об открытии кандидата на роль ближайшей к Земле известной черной дыры. Оно было сделано в ходе анализа данных наблюдений наземных и космических телескопов за ярким красным гигантом V723 Mon, который расположен в созвездии Единорога на расстоянии 1500 световых лет от Солнца.

Более ранние наблюдения за этой звездой позволяли классифицировать ее как затменную двойную, при этом идея о тройной звездной системе оказалась несостоятельной. Ученые решили, что спутник гиганта может быть тусклым и достаточно массивным, а значит вполне подходит на роль кандидата в компактный объект. Чтобы понять массу спутника V723 Mon, и, как следствие, его природу, был проведен ряд моделирований на основе кривых блеска и данных по вариациям лучевой скорости гиганта.

Масса V723 Mon была оценена в одну массу Солнца, а его радиус — в 24,9 радиуса Солнца. Что же касается компаньона, то его масса была оценена в 3,04±0,06 массы Солнца, что больше чем допустимая масса белого карлика (1,44 массы Солнца) и максимальные известные нам массы нейтронных звезд (2,01 и 2,14 массы Солнца). Таким образом, простейшее объяснение наблюдаемых свойств системы V723 Mon состоит в том, что спутником красного гиганта является черная дыра, масса которой находится в промежутке между массивными нейтронными звездами и маломассивными черными дырами. При этом дыра не аккрецирует на себя вещество звезды, однако немного меняет ее форму за счет приливных сил.

Ученые отмечают, что в качестве объяснения данных наблюдений можно использовать и экзотические сценарии, такие как пара нейтронных звезд или пара «белый карлик — нейтронная звезда». Чтобы сделать более точные выводы, необходимо провести мультиволновые наблюдения за системой, а пока что темный компаньон V723 Mon стал кандидатом в ближайшую к Земле черную дыру.

Ранее мы рассказывали о том, как была найдена аномально массивная черная дыра в ранней Вселенной, где находится черная дыра с массой в 40 миллиардов Солнц и как открытие рекордно массивной черной дыры звездных масс назвали ошибочным.

Александр Войтюк