Международная команда астрономов обнаружила солнцеподобную звезду, изучение которой привело к открытию соседствующей с ней спящей черной дыры. Последняя оказалась ближайшей черной дырой к Земле.
Исследование принято к публикации в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, а коротко о нем рассказывает Phys.org. Астрономы изучили звезду Gaia BH1. Ее уникальной особенностью является то, что это солнцеподобная звезда вращается вместе с черной дырой, масса которой оценивается в 10 раз больше массы Солнца.
В своей работе ученые пишут, что еще в 1916 году Карл Шварцшильд предположил существование черных дыр как решение уравнений поля Эйнштейна для общей теории относительности. Но только полвека спустя астрономы впервые начали обнаруживать черные дыры косвенными методами. Первое изображение черной дыры было получено только в 2019 году коллаборацией Event Horizon Telescope (EHT).
Эти наблюдения дали ученым новую возможность проверить законы физики в самых экстремальных условиях. Этим и занялась миссия в рамках нового исследования. Международная исследовательская группа использовала данные обсерватории Gaia. Наблюдения показали, что солнцеподобная звезда обладает очень странными орбитальными характеристиками.
Изучение орбиты привело к выводу о том, что эта звезда является частью двойной системы, причем ее компаньоном является не другая звезда, как это часто бывает, а черная дыра. Авторы работы отмечают, что эта черная дыра является ближайшей к нашей Солнечной системе. Кроме того, астрономы отнесли ее к популяции так называемых спящих черных дыр, которые ранее в нашей галактике не находили. Новое исследование доказывает, что в Млечном Пути на самом деле может существовать значительная популяция спящих черных дыр.
"Данные Gaia указывают на то, что эта звезда описывает эллипс, когда вращается вокруг черной дыры, - говорит руководитель исследования Карим Эль-Бадри из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики. - Величина орбиты и ее период дают нам понимание массы ее невидимого компаньона - около 10 масс Солнца. Чтобы подтвердить правильность данных Gaia и исключить альтернативные варианты, мы наблюдали звезду спектроскопически с помощью нескольких других телескопов. Это уточнило наши расчеты по массе компаньона и доказало, что этот компаньон действительно является черной дырой".
На основе полученных данных ученые также создали модель, которая предсказала, что Млечный Путь содержит около 100 миллионов черных дыр. На текущий момент астрономы наблюдали только около 20 черных дыр, причем спящая черная дыра попалась им впервые.