Анализируя движение звезд, отслеживаемое космическим аппаратом Gaia ЕКА, учёные обнаружили странное колебание, будто их тянет гравитацией массивного объекта. Вблизи ничего не было видно, следовательно, это была чёрная дыра.
Открыто две черные дыры. Gaia BH1 и Gaia BH2 находятся на расстоянии 1560 и 3800 световых лет от нас, в созвездиях Змееносец и Центавра соответственно. Обе примерно в десять раз массивнее Солнца и являются ближайшими к Земле из обнаруженных.
Что удивительно, так это «невидимость» этих черных дыр. Все известные астрономам черные дыры до сих пор обнаруживали по испускаемому радио- или рентгеновскому излучению падающего материала внутри небесного тела. Gaia BH1 и Gaia BH2 действительно невидимы: их можно обнаружить только по гравитационному воздействию.
Каждая часть бинарной системы с звездой имеет расстояние и орбиты звезд-компаньонов, значительно превышающие аналогичные показатели в других подобных системах. Возможно, эти черные дыры образовались совсем иначе. — рассказал Карим Эль-Бадри, исследователь из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики в США и Института астрономии Макса Планка в Гейдельберге.
Наблюдение за звёздным движением на небесномcanvas.
Астрометрия — способ обнаружения движения звезды с помощью точных измерений ее местоположения на небе. Этот метод также применяется для выявления планет около звезды, измеряя наименьшие колебания положения звезды при вращении вокруг общего центра масс системы.
Миссия Европейского космического агентства Gaia, изучая положение, яркость и движение свыше миллиарда звезд, создаёт массивные данные, требующие высокой точности для таких исследований.
Движение звезд может предоставить важные сведения об объектах, оказывающих на них гравитационное воздействие, например, черных дырах, выявленных Эль-Бадри с помощью данных Gaia. Небольшие колебания звезд — спутниц Gaia BH1 и Gaia BH2 — указывают на наличие двух невидимых массивных объектов.
Gaia выполняет точные измерения движения в трёх направлениях, однако для более полного понимания удаления и приближения звёзд требуется информация о радиальных скоростях. Наземные астрономы предоставили эти данные для обнаруженных чёрных дыр, тем самым подтвердив их существование.
Невидимые черные дыры: как их обнаружить?
Черные дыры иногда излучают радиоволны и рентгеновские лучи при падении в них материи под действием гравитации. В случае Gaia BH2 рентгеновская космическая обсерватория НАСА Чандра и южноафриканский радиотелескоп MeerKAT не зарегистрировали никаких сигналов.
Gaia BH1 и Gaia BH2 не излучают света, поэтому кажутся практически незаметными. Возможно, это связано с их удалением от звезд-компаньонов – у них самые отдаленные орбиты из всех известных черных дыр. Их близость к Земле может указывать на то, что многие другие подобные черные дыры в двойных звёздах ещё ждут своего обнаружения.
Проблема заключается в обнаружении данных объектов, но сверхточные измерения Gaia дают ученым надежду. Следующий выпуск данных будет основан на 66 месяцах наблюдений и содержать улучшенную информацию об орбитах звезд. Тем временем астрономы будут заняты выяснением происхождения этих черных дыр на широких орбитах. Эль-Бадри сказал:
«Мы предполагали возможность существования черных дыр в масштабных системах, но не знали, как это происходило. Открытие таковых подталкивает к пересмотре теорий эволюции бинарных звездных систем, так как механизмы их формирования пока остаются загадкой. «.
Консорциум обработки и анализа данных Gaia разрабатывает методы идентификации астрометрических двойных объектов с компактными компаньонами. Планируется предоставить хорошую выборку кандидатов в следующем выпуске. BH1 и BH2 — самые первые две черные дыры, обнаруженные Gaia.