Тайная черная дыра может представлять новую популяцию

Астрономы объединили данные телескопа «Chandra», космического телескопа «Hubble» и Very Large Array (VLA) Национального научного фонда и пришли к заключению, что источником радиоволн, ранее считавшихся излучением далекой галактики, на самом деле является расположенная рядом двойная звездная система, содержащая маломассивную звезду и черную дыру. Это открытие предполагает, что в нашей Галактике может быть огромное количество черных дыр, которые ранее оставались незамеченными. Результаты исследования представлены в The Astrophysical Journal.

Около двух десятилетий астрономы знали об объекте под названием VLA J213002.08 + 120904 (кратко VLA J2130 + 12). Несмотря на то, что объект располагается близко к линии прямой видимости в направлении шарового скопления М15, большинство астрономов считали, что источником ярких радиоволн является далекая галактика.

Благодаря недавним измерениям расстояния с помощью международной сети радиотелескопов астрономы поняли, что VLA J2130 + 12 находится на расстоянии 7200 световых лет в пределах нашей собственной галактики Млечный Путь, т.е. примерно в пять раз ближе, чем M15. Глубокое изображение «Chandra» показывает, что объект может испускать совсем небольшое количество рентгеновских лучей, в то время как последние данные VLA демонстрируют источник ярких радиоволн.

Объединив данные «Chandra» и ряда других телескопов, астрономы выявили истинную природу необычного источника в галактике Млечный Путь. Это открытие предполагает, что в ней может быть гораздо большее число черных дыр, которые ранее не были обнаружены. Основное изображение показывает рентгеновские лучи (фиолетовый), полученные «Chandra», которые были наложены на оптическое изображение. На вставке показан источник мощного радиоизлучения, который испускает очень слабые рентгеновские лучи. Credits: X-ray: NASA/CXC/Univ. of Alberta/B.Tetarenko et al; Optical: NASA/STScI; Radio: NSF/NRAO/VLA/Curtin Univ./J. Miller-Jones

Новое исследование показало, что в VLA J2130 + 12 находится черная дыра в несколько раз больше массы нашего Солнца, которая очень медленно вытягивает материал из звезды-компаньона. Ранее из-за ничтожной скорости поглощения VLA J2130 + 12 не считалась черной дырой, поскольку ей не хватало некоторых явных признаков. «Как правило, мы находим черные дыры, когда они тянут материал в большом количестве. Перед тем, как попасть в черную дыру, этот материал становится очень горячим и испускает яркое рентгеновское излучение. Эта же вела себя так тихо, что ее можно назвать невидимкой,» – сказал Бейли Тетаренко из Университета Альберты (Канада), возглавлявший исследование. Это первый случай обнаружения черной дыры в спокойной бинарной системе за пределами шарового скопления.

Наблюдения «Hubble» определили, что система VLA J2130 + 12 содержит звезду массой от одной десятой до одной пятой массы Солнца. Радиояркость и предел яркости рентгеновского излучения, наблюдаемые «Chandra», позволили исследователям исключить возможные варианты компаньона «похудевшей» звезды, такие как ультра-холодный карлик, нейтронная звезда или белый карлик.

Поскольку исследование охватывает лишь небольшой участок неба, вполне вероятно, что вокруг Млечного Пути может быть множество таких же тихих черных дыр. Расчеты показывают, что от десятка тысяч до миллиона этих черных дыр может существовать в пределах нашей Галактики. «Некоторые из этих неоткрытых черных дыр могут быть ближе к Земле, чем мы думали раньше. Однако нет необходимости беспокоиться, поскольку они удалены от Земли на множество световых лет,» – сказал Робин Арнасон, соавтор исследования из Западного Университета (Канада).

Если ученые захотят обнаружить больше скрытых черных дыр, им потребуются масштабные чувствительные радио- и рентгеновские обследования, охватывающие большие области неба.