В області дослідження чорних дір завжди відбувається щось нове та захоплююче. Альберт Ейнштейн вперше опублікував свою книгу, що пояснює Загальну теорію відносності, в якій описувалися чорні діри, в 1922 році. Через сто років астрономи отримали реальні зображення чорної діри в центрі Чумацького Шляху. У недавній статті група астрономів описує ще одне захоплююче нове відкриття: першу «сплячу» чорну діру, виявлену за межами галактики.
Сплячі чорні діри – це чорні діри, які не випромінюють видимого світла. Таким чином їх, як відомо, важко знайти. Це нове відкриття є захоплюючим, тому що воно дає уявлення про формування та еволюцію чорних дір. Ця інформація є життєво важливою для розуміння гравітаційних хвиль, а також інших астрономічних явищ.
VFTS 243 – це подвійна система, тобто вона складається з двох об’єктів, що обертаються навколо загального центру мас. Перший об’єкт — дуже гаряча блакитна зірка з масою у 25 разів більша за сонячну, а другий — чорна діра в 9 разів масивніша за Сонце. VFTS 243 розташована в туманності Тарантул у Великій Магеллановій Хмарі, галактиці-супутнику Чумацького Шляху, розташованої приблизно в 163 000 світлових років від Землі.
Чорна діра в VFTS 243 вважається сплячою, тому що вона нічого не випромінює. Це різко контрастує з іншими бінарними системами, у яких від чорної діри реєструється сильне рентгенівське випромінювання.
Чорна діра має діаметр близько 54 км і виглядає карликом у порівнянні з енергійною зіркою, яка приблизно у 200 000 разів більша. Обидві швидко обертаються навколо загального центру мас. Навіть у найпотужніші телескопи візуально система виглядає як одна блакитна точка.
Астрономи підозрюють, що в Чумацькому Шляху та Великій Магеллановій Хмарі ховаються сотні таких подвійних систем із чорними дірами, які не випромінюють рентгенівські промені. Чорні діри найкраще видно, коли вони відокремлюють матерію від зірки-компаньйона – процес, відомий як «годування».
Годування виробляє диск із газу та пилу, який оточує чорну діру. Коли речовина диска падає всередину чорної діри, тертя нагріває акреційний диск до мільйонів градусів. Ці гарячі диски матерії випускають дуже багато рентгенівських променів. Першою чорною дірою, виявленою таким чином, стала знаменита система Лебідь X-1.
Астрономам вже давно відомо, що VFTS 243 є подвійною системою, але було неясно, чи ця система є парою зірок або танцем між одиночною зіркою і чорною дірою. Щоб визначити, що було правдою, команда, що вивчає бінарну систему, використовувала техніку, яка називається спектральним розплутуванням. Цей метод поділяє світло від VFTS 243 на його довжини хвиль, що схоже на те, що відбувається, коли біле світло потрапляє в призму і створюються різні кольори.
Цей аналіз показав, що світло від VFTS 243 виходило від одного джерела, а не від двох окремих зірок. За відсутності випромінювання, що виходить від супутника зірки, єдиним можливим висновком було те, що друге тіло в подвійній системі є чорною дірою і, отже, першою сплячою чорною дірою, виявленою за межами галактики Чумацький Шлях.
Більшість чорних дір із масою менш як 100 Сонць утворилися в результаті колапсу масивної зірки. Коли це відбувається, часто відбувається потужний вибух, відомий як наднова. Той факт, що чорна діра в системі VFTS 243 знаходиться на круговій орбіті із зіркою, є переконливим доказом того, що не було вибуху наднової, який інакше міг би викинути чорну діру із системи або принаймні порушити орбіту. Натомість здається, що зірка-прамати колапсувала, щоб утворити чорну діру без вибуху.
Масивна зірка в системі VFTS 243 проживе ще всього 5 млн років — мить за астрономічними мірками. Смерть зірки має призвести до утворення ще однієї чорної діри, перетворивши систему VFTS 243 на подвійну чорну діру.
На сьогодні астрономи виявили близько 100 подій, коли подвійні чорні діри зливаються і створюють брижі в просторі-часі. Але як формуються ці подвійні системи чорних дір, досі невідомо, тому VFTS 243 і подібні системи, які ще належить відкрити, такі важливі для майбутніх досліджень. Можливо, у природи є почуття гумору, оскільки чорні діри — хоч і найтемніші з існуючих об’єктів і не випромінюють світла, натомість проливають світло на наше фундаментальне розуміння Всесвіту.
Ви можете допомогти Україні боротися з російськими окупантами. Найкращий спосіб зробити це – пожертвувати кошти Збройним Силам України через Savelife або через офіційну сторінку НБУ.
Читайте також:
- Вчені, які викривали помилкові відкриття чорних дір, самі виявили чорну діру
- Астрономи виявили чорну діру-монстра