Учёные обнаружили кандидата в самую лёгкую чёрную дыру в истории наблюдений

Группа китайских учёных опубликовала в Nature статью, в которой сообщила об обнаружении кандидата в редкие чёрные дыры звёздной массы. Объект массой 3,6 солнечных находится на удалении 5825 лет от Земли. Подобных кандидатов найдено меньше десятка. Открытие может дать ответы на множество вопросов о чёрных дырах предельно малой массы, которые учёные, возможно, просто ещё не научились регистрировать.

Чёрная дыра звёздной массы в представлении художника. Источник изображения: Daniëlle Futselaar/artsource.nl

Китайские учёные для поиска экзотических объектов воспользовались данными европейского астрометрического спутника «Гайя» (Gaia). Спутник собирает данные о скорости и направлении движения звёзд в нашей галактике и немного за её пределами. Это позволит создать наиболее полную объёмную динамическую карту Млечного Пути, которая уже стала источником ценных данных о далёких звёздах и системах.

В частности, группа исследователей обнаружила необычно движущегося по небу красного гиганта, получившего идентификатор G3425. Звезда с массой 2,7 солнечных за 880 дней описывала в небе почти правильную окружность вокруг некого центра масс. Учёные заново проанализировали найденный объект собственными приборами и не обнаружили вблизи центра масс никакого регистрируемого источника излучения — обычной звезды или нейтронной звезды. Ответ остаётся только один — там находится чёрная дыра звёздной массы, расчёты которой определяют объект как 3,6 солнечных масс.

Согласно общепринятой теории, белые карлики не могут быть тяжелее 1,4 масс Солнца, а нейтронные звёзды не превышают 2,3 солнечных масс. Всё что тяжелее, под действием гравитации должно схлопнуться и стать чёрной дырой. Проблема в том, что обнаружено крайне мало кандидатов на роль чёрных дыр звёздной массы. Ради справедливости надо сказать, что такие объекты сложно обнаружить. Они оказывают очень слабое гравитационное воздействие на партнёров, чтобы его можно было различить нашими приборами. Также такие объекты не отличаются прожорливостью в силу своих маленьких размеров, что затрудняет их обнаружение в рентгеновском диапазоне, когда вещество падает на чёрную дыру и излучает.

Находка объектов, подобных G3425, крайне ценна для понимания эволюции чёрных дыр. При этом она оставляет вопросы. Например, круговая орбита красного гиганта в теории не должна была сохраниться в двойной системе, одна из звёзд которых взорвалась сверхновой и превратилась в чёрную дыру. Вторую звезду либо сорвало бы прочь, либо сделало бы её орбиту сильно вытянутой. Впрочем, идеальные открытия случаются ещё реже. Остаётся наблюдать и искать подобное, чтобы потом методами статистического анализа подобраться к истине.