На расстоянии 1600 световых лет черная дыра находится практически на нашем космическом заднем дворе.
Ключевые выводы
- Gaia BH1 - ближайшая к Земле черная дыра, которую когда-либо обнаруживали ученые.
- Он примерно в три раза ближе к Земле, чем предыдущий рекордсмен.
- Глядя на поведение звезды вблизи черной дыры, астрономы могли определить, что черная дыра была там, несмотря на то, что никогда не видели ее напрямую.
Ни одно другое космическое явление не может быть столь увлекательным, как черные дыры, места, где гравитация настолько сильна, что искажает саму природу пространства и времени вокруг них - настолько сильно, что даже свет не может вырваться из их тянуть. Черные дыры повсюду во Вселенной, и считается, что только в нашем Млечном Пути существует более 100 миллионов таких дыр. Они были предметом многих научно-фантастических триллеров, в том числе фильма «Интерстеллар» 2014 года, и их часто изображали как опасных монстров, которые поглощают все вокруг себя. К счастью, считается, что черные дыры находятся «там» и очень далеко.
Но недавно обнаруженная астрономами черная дыра является ближайшей из когда-либо обнаруженных, практически астрономическим соседом. Эта черная дыра называется Gaia BH1, и благодаря ее открытию у астрономов есть близлежащая лаборатория, с помощью которой они могут лучше понять, как образуются черные дыры.
Gaia BH1: наш астрономический сосед
На расстоянии 1600 световых лет черная дыра не представляет опасности для человечества; так что ночью можно спокойно спать. Однако история открытия черной дыры интересна.
Черные дыры - это остатки давно умерших звезд. Их название происходит от того факта, что они не только не излучают свет, но и поглощают весь падающий на них свет. Из-за этого они невидимы. «Черные дыры» - это буквальное название этих космических ниндзя, которых невозможно обнаружить, как мы видим другие звезды.
Но это верно только для изолированных черных дыр. Если черные дыры окружены газом или находятся поблизости от ближайшей звезды, гравитация дыры будет притягивать газ. Попадая в отверстие, он нагревается до невероятных температур. Этот светящийся горячий газ излучает свет, который можно обнаружить, межзвездный факел, который легко увидеть с помощью соответствующих научных инструментов. Возможно, по иронии судьбы, «кормящие» черные дыры, как их называют, - одни из самых ярких явлений в космосе. Именно так наблюдалось большинство известных черных дыр, хотя это не случай Gaia BH1.
Gaia BH1 не наблюдалась напрямую и не является питающей черной дырой. Вместо этого он был обнаружен, увидев его влияние на вторую звезду в его планетной системе. Возможно, половина планетных систем, содержащих солнцеподобную звезду, содержит две звезды, вращающиеся вокруг друг друга. Gaia BH1 является примером такой системы, но с той особенностью, что одна из двух звезд является черной дырой.
В декабре 2013 года с космодрома во Французской Гвиане взлетел корабль «Союз СТ-Б» с телескопом Gaia. Миссия Gaia состоит в том, чтобы нанести на карту местоположение и движение миллиарда ближайших звезд в галактике. Это ошеломляюще амбициозная миссия, и она оказалась поразительно успешной, благодаря чему был достигнут значительный прогресс в астрономических знаниях.
Однако для Gaia BH1 имело значение наблюдение за конкретной звездой, «покачивающейся» на месте, как если бы она вращалась вокруг другой звезды, которую ученые не могли увидеть. Эти данные возбудили любопытство группы астрономов, которые направили телескоп Gemini North на Гавайи, один из телескопов-близнецов Международной обсерватории Джемини, чтобы изучить загадочное поведение. Группа опубликовала статью, которая не только подтвердила наблюдение Gaia, но и продемонстрировала, что то, что они видели, было солнцеподобной звездой (класс G) с массой 93% массы Солнца, вращающейся вокруг черной дыры с масса 9.62 ± 0,18 массы Солнца. Две звезды вращаются между собой примерно два раза в год.
Вот как это работает
Предположим, у вас есть мяч размером с баскетбольный мяч, и предположим, что этот мяч весит примерно столько же, сколько маленький ребенок. Мяч светится красным, но довольно тускло, поэтому он не сильно освещает вокруг себя, хотя его легко увидеть в плохо освещенном месте. Теперь соедините этот шар с прочным шнуром. Наконец, вы надеваете полностью черный костюм грабителя, приносите все в темную комнату и выключите свет.
Теперь самое интересное. Вы берете шнур и начинаете размахивать им, как метанием молота на Олимпийских играх. Что видит посторонний? Они видят, как мяч вращается вокруг чего-то невидимого (вас). И по движению мяча они могут сделать вывод, что вы там.
И это основная идея того, как было получено это измерение. Глядя на поведение звезды вблизи черной дыры, астрономы могли определить, что черная дыра была там, несмотря на то, что никогда не видели ее напрямую.
Итак, чему нас научило это новое наблюдение? Ну, несколько вещей. В то время как черная дыра имеет массу примерно в 10 раз больше массы Солнца, когда она была звездой, ее масса была примерно в 20 раз больше массы Солнца. Это означает, что звезда-прародительница черной дыры прожила всего несколько миллионов лет. (Напротив, наша собственная, гораздо меньшая звезда уже прожила 4,5 миллиарда лет, и это только половина ее ожидаемого срока жизни.)
Прежде чем звезда-прародительница стала черной дырой, она сначала выросла до сверхгигантской стадии, когда звезда раздувается до больших размеров. Как будто наша звезда стала такой же большой, как орбита Земли.
Звезда-прародитель была настолько велика, что полностью поглотила звезду, которая существует до сих пор. Затем, после недолгого пребывания в качестве сверхгиганта, у звезды-прародителя закончилось топливо, и она взорвалась сверхновой, оставив после себя черную дыру, открытую астрономами.
Это любопытная вещь, поскольку астрономы ожидали, что трение, которое испытала бы видимая в настоящее время звезда, будучи встроенной в сверхгигантского прародителя, замедлило бы орбиты звезд и приблизило бы их друг к другу. чем они видят сегодня. Это потребует от астрономов пересмотра своих теорий о том, как растут и развиваются двойные звездные системы, подобные той, что содержит Gaia BH1.
Мы еще многого не знаем о том, как звездные системы эволюционируют с течением времени, однако такие открытия, как Gaia BH1, приближают нас к пониманию Вселенной вокруг нас.