Новый метод поиска черных дыр уже дал результат. Астрономы нашли черную дыру по массе примерно в 70 раз больше Солнце. И согласно современным моделям звездной эволюции, черная дыра такого размера не может существовать. По крайней мере, в нашей галактике Млечный путь.

Химический состав самых массивных звезд нашей галактики указывает на то, что в конце своей жизни они теряют большую часть своей массы на взрыв и звездный ветер до того, как ядро успевает сжаться в черную дыру.

Тяжелые звезды, которые могли бы породить дыру, завершают свою жизнь в виде парно-нестабильной сверхновой. И в ходе такого взрыва ядро, теоретически, уничтожается. То есть на черную дыру просто не хватает материи. А вот LB-1 материи хватило. И ученые не могут понять, как это могло произойти.

“LB-1 в два раза массивнее того, что мы считали возможным [в нашей галактике]. Теперь теоретики должны объяснить, как она могла образоваться,” — объясняет астроном Джифенг Лью из Национальной астрономической обсерватории Китая.

Ученые нашли в Млечном пути “невозможную” черную дыру

Вернемся к методу, благодаря которому удалось найти эту черную дыру.

Черные дыры видимы только тогда, когда они поглощают материю, и эта материя из-за трения ярко светится по нескольким спектральным линиям. Не поглощающая материю дыра невидима. Они не излучает ни свет, ни радиоволны, ни рентгеновские волны — ничего. Но у ученых есть способ ее засечь.

Еще в 1783 году английский естествоиспытатель Джон Мичелл предположил, что черные дыры можно заметить, если вокруг них летает объект, излучающий свет. К примеру, звезда-компаньон. (Всё, что нужно знать об истории черных дыр)

Такой метод называют методом лучевой скорости. Этим методом находят и подтверждают существование крупных экзопланет. Им же можно искать и черные дыры.

Именно этим методом, используя телескоп LAMOST, Лью и его коллеги искали вихляющие звезды, у которых рядом может быть черная дыра. Так они нашли подозрительного голубого гиганта главной последовательности.

Последующие наблюдения проводились уже с помощью более сильного GTC на Канарских островах и Обсерватории Кека в США. 

Ученые нашли в Млечном пути “невозможную” черную дыру

Оказалось, что звезда возрастом около 35 миллионов лет и массой около восьми солнечных вращается вокруг черной дыры с периодом в 79 дней по “неожиданно круговой” орбите.

Черную дыру схожей массы (около 62 солнечных) уже находили в другой галактике. Она стала результатом столкновения двух черных дыр бинарной пары GW150914. Это событие породило те самые гравитационные волны, по которым ученые подтвердили их существование. 

У обнаруженной на этот раз LB-1 пока еще есть бинарный компаньон. 

Возможно, LB-1 образовалась от столкновения двух черных дыр, а звезда присоединилась уже позже. Но в этом сценарии есть одна проблема. В случае подобного присоединения, орбита у звезды была бы эллиптической, а не круговой. Со временем такая орбита могла бы превратиться в круговую, но на это бы ушло очень много времени — больше возраста звезды.

Еще одним вероятным объяснением является fallback-сверхновая. Это сверхновая, у которой большая часть материи после взрыва не разлетелась в стороны, а упала назад на умирающую звезды, спровоцировав формирование черной дыры. Но такой сценарий возможен лишь теоретически при выполнении определенных условий. В реальности ученые пока что не засекли ни одного такого случая.

Возможно, таким случаем окажется LB-1.

Как бы ни образовалась LB-1, эта черная дыра теперь стала одной из достопримечательностей нашей галактики.

Многие ученые теперь займутся ее изучением, так что мы еще не раз о ней услышим.

 — 
Научная статья была опубликована в
Nature. DOI:10.1038/s41586–019–1766–2
Источник:
Science Alert.