top of page

Архив

  • Фото автораArthur

Блуждающая Черная Дыра Обнаружена Впервые

Словно старый свитер, Млечный Путь должен быть пронизан черными дырами.


Согласно лучшим оценкам, число дрейфующих по галактике черных дыр с массой, сопоставимой с солнечной, варьируется от 10 млн. до 1 млрд. Однако есть один нюанс, когда дело доходит до их подсчета : если черным дырам не удастся поймать какой-нибудь проходящий материал в своем гравитационном поле, то они остаются практически невидимыми.


Однако невидимый не означает незаметный. Впервые международной группе ученых удалось обнаружить одинокую спящую черную дыру на расстоянии менее 5 200 световых лет от нас. Их открытие, еще не прошедшее рецензирование, было загружено на сервер препринтов arXiv.


Как они это делают ? Что ж, поскольку в настоящее время у нас нет (и, возможно, никогда не будет) инструментов для непосредственного исследования черной дыры, мы должны наблюдать ее влияние на пространство вокруг нее. Для черной дыры этот эффект является гравитационным. А поскольку гравитационное поле черной дыры очень сильное, оно искажает и сгибает свет, который проходит через нее.


Событие микролинзирования MOA-11-191/OGLE-11-0462, наблюдаемое телескопом «Хаббл»
Событие микролинзирования MOA-11-191/OGLE-11-0462, наблюдаемое телескопом «Хаббл». (Sahu et al., arXiv, 2022)

Итак, когда что-то невидимое увеличивает свет далекой звезды, сделав его необычно ярким, астрономы понимают, что, вероятно, существует гравитационное поле, через которое этот свет проходит. Это явление называется гравитационным микролинзированием, и астрономы используют его для идентификации небольших тусклых объектов, которые в противном случае было бы слишком трудно обнаружить телескопам. Но одинокую черную дыру ученые наблюдает впервые.


«Мы сообщаем о первом однозначном обнаружении и измерении массы изолированной черной дыры звездной массы», — написала группа астрономов во главе с Кайлашем Саху из Space Telescope Science Institute.


«Мы показываем, что линза не излучает заметного света, что, наряду с массой, превышающей возможную для белого карлика или нейтронной звезды, подтверждает ее природу черной дыры».


Гравитационное микролинзирование возникает, когда объект с гравитационным полем проходит почти точно перед далекой звездой.


Это гравитационное поле вызывает искривление пространства-времени; когда свет проходит через гравитационное поле, он следует этой кривизне, в результате чего его путь эффективно «изгибается». Это увеличивает свет, а также очень немного смещает видимое положение далекой звезды.


Предыдущие события микролинзирования привели к обнаружению экзопланет и звезд, являющимися слишком тусклыми, чтобы их можно было увидеть. Эксперименты, установленные для наблюдения за небом, ежегодно обнаруживают тысячи событий микролинзирования; большинство из них — звезды, движущиеся перед другими звездами, что неудивительно, учитывая, сколько там звезд.


2 июня 2011 года два отдельных исследования микролинзирования — Эксперимент с оптическим гравитационным линзированием (OGLE) и Наблюдения за микролинзированием в астрофизике (MOA) — независимо зафиксировали событие, пик которого пришелся на 20 июля.


Это событие, получившее название MOA-2011-BLG-191/OGLE-2011-BLG-0462 (сокращенно MOA-11-191/OGLE-11-0462), было примечательным. Оно было не только необычно длинным, около 270 дней, но и показало необычно большое увеличение. Поскольку события с большим увеличением чувствительны к возмущениям, которые можно увидеть с планеты, вращающейся вокруг линзирующего объекта, ученые объединились, чтобы провести последующие наблюдения и провести исследования.


Наблюдения за регионом проводились восемь раз с использованием космического телескопа Хаббл вплоть до 2017 года. Вооружившись этими данными, Саху и его команда начали обрабатывать числа и обнаружили, что данные лучше всего соответствуют черной дыре, а не звезде.


Фактически, они даже смогли провести измерения черной дыры. Изменения, наблюдаемые в свете далекой звезды, позволили команде рассчитать ее массу и движение. Они обнаружили, что черная дыра имеет массу примерно в 7,1 раза больше массы Солнца. Это сделало бы его горизонт событий всего 42 километра (26 миль) в поперечнике.


Найдите минутку, чтобы удивиться этому. Ученые смогли обнаружить невидимый объект менее чем в десятую часть длины Гранд-Каньона на расстоянии более 5000 световых лет, изучая меняющийся свет более далекой звезды. Это чертовски круто.


А вот тут еще круче. Команда подсчитала, как быстро этот объект движется через Млечный Путь : 45 километров (28 миль) в секунду. Это делает ее не просто старой черной дырой, а черной дырой-изгоем.