За допомогою комплексу Дуже великого телескопа астрономи спростували відкриття найближчої до нас чорної діри. Зоряна система у тисячі світлових років від Землі виявилася не потрійною із чорною дірою, як вважалося, а подвійною. Як пару зірок прийняли за чорну діру, вчені описали у Astronomy & Astrophysics.
ESO/L. Calçada
З нами поруч є чорна діра?
Найчастіше чорні діри знаходять завдяки гамма-, рентгенівським та радіоспостереженням у подвійних системах, поки вони поїдають своїх зоряних компаньйонів. HR 6819 запропонували на роль кандидата у найближчу Землі чорну діру два роки тому на основі п'ятирічних спостережень за системою. HR 6819 оцінили як потрійну систему, яка складається із зірки класу B(e), яка обертається навколо пари зірки типу B3 III і «тихої» чорної діри, яка не акреціює речовину.
І така ситуація на відстані всього тисячі світлових років від нас є цілком звичною: більшість масивних зірок OB-типу на головній послідовності належать до подвійних чи кратних систем, а зокрема тісних подвійних систем. Близькі компаньйони можуть взаємодіяти, обмінюватися масою і кутовими моментами, а так система у ході еволюції, якщо один з її компонентів буде достатньо масивним, зможе пережити і потенційний вибух наднової та стати парою, одним з компонентів якої стане чорна діра або нейтронна зірка.
Що змусило засумніватися?
Однак для даних спостережень за HR 6819 існувала і альтернативна теорія пояснення: подібні сигнали можуть виникнути і без чорної діри, якщо система складається із відокремленої зорі B-типу і зірки типу B(e), що швидко обертається. Основна відмінність між цими пропонованими сценаріями полягає у відстані між джерелами світла. Потрійний сценарій заснований на широкій орбіті двох яскравих зірок у системі з кутовою відстанню 100 кутових мілісекунд. У той час як сценарій із подвійною системою вимагає набагато меншої відстані.
Тобто або система складається з гіганта B-типу, чорної діри та зірки типу B(e), або з розірваної зірки B і зірки Be на близькій орбіті. При цьому кожен з цих двох сценаріїв по-своєму цікавий астрономам: у першому випаду система HR 6819 буде об'єктом, якій містить найближчу до Землі чорну діру, а в другому — зручною для спостереження ціллю з дослідження взаємодії і еволюції зірок типу B(e). Тому з метою перевірити обидві ідеї, астрономи з Бельгії, Чехії, Нідерландів та Німеччини озброїлися комплексом Дуже великого телескопа (VLT) — інструментом GRAVITY та MUSE, які зможуть охопити таких діапазон кутових відстаней.
То чим є чорна діра?
Щоб визначитися з природою HR 6819, астрономи повинні були або побачити об'єкт на кутовій відстані в 100 мілісекунд дуги, або нічого не виявити, але знайти дві яскраві зірки на відстані менше. І MUSE впорався з тим, щоб спростувати наявність об'єкта на великій відстані, а GRAVITY у свою чергу побачив тісну подвійну систему, компоненти якої розділені кутовою відстанню 1,2 мілісекунди дуги. На це також вказує характерне випромінювання, пов'язане з диском витоку речовини зірки. Тобто HR 6819 є подвійною системою і в ній немає чорної діри, проте вона все ще приваблива для астрономів для безпосереднього вивчення подвійних систем та формування зірок типу В(e). Подальші спостереження за допомогою спектроскопів зможуть навіть визначити склади двох світил.
Раніше ми розповідали про ще одного кандидата на найближчу до нас чорну діру — компактного і масивного компаньйона зірки V723 Mon у сузір’ї Єдинорога. Пара знаходиться на відстані 1337 світлових років від нас та може бути найменшою з зафіксованих чорних дір за масою — її оцінили у 3,04 маси Сонця. Більше про те, якими бувають такі об’єкти, можна дізнатися у нашому матеріалі «Що таке чорна діра?».