Ученые обнаружили «гигантскую» черную дыру, и она настолько большая, что ее не должно было быть

Комментируя обнаружение китайскими учеными черной дыры, размеры которой противоречат современным представлениям о космических гигантах, эксперты говорят о ренессансе в научном понимании черных дыр. За последний год было сделано несколько других открытий, которые внесли своей вклад в развитие знаний в этой области.

Ученые обнаружили «гигантскую черную дыру», и она настолько большая, что, согласно теории, она не должна была существовать. Речь идет о звездной черной дыре (stellar black hole), которая формируется после смерти звезд, их коллапса или взрыва. Ученые раньше считали, что черная дыра по размеру не может быть более чем в 20 раз больше массы нашего Солнца, поскольку звезды после смерти теряют большую часть своей массы в результате взрыва, после которого материя и газы разносятся по Вселенной под воздействием звездных ветров.

Однако теперь эту теорию опровергает LB-1 — недавно открытая черная дыра. Как следует из пресс-релиза, опубликованного Китайской академией наук, она расположена на расстоянии примерно в 15000 световых лет, а ее масса в 70 раз превышает массу Солнца.

Эти данные были опубликованы китайскими учеными в среду в журнале Nature.

«Черные дыры подобной массы вообще не должны существовать в нашей галактике, и на этом основано большинство современных моделей звездной эволюции», — подчеркнул Лю Цзифэнг (Liu Jifeng), руководитель группы специалистов, совершавших это открытие. — LB-1 в два раза превышает те размеры, которые мы считали возможными. Теперь теоретики столкнутся с вызовом, связанным с необходимостью объяснить это явление».

Ученые сегодня вынуждены ломать голову в попытках понять, каким образом LB-1 получилась такой огромной.

Совершившая это открытие китайская команда предлагает несколько теорий. Сам размер LB-1 предполагает, что она «не могла образоваться в результате коллапса только одной звезды», — подчеркивает в опубликованном докладе. Вместо этого, возможно, там были две черные дыры меньшего размера, вращавшиеся на орбите вокруг друг друга.

В соответствии с другой теорией, она могла сформироваться в результате «возврата материи сверхновой» (fallback supernova). Так происходит, когда сверхновая звезда — это последняя стадия взрывающейся звезды — извергает материал во время самого взрыва, который затем возвращается к ней назад и создает черную дыру.

Подобное образование за счет обратного движения материи является возможным, однако ученые пока не смогли доказать этого и не смогли наблюдать за подобными явлениями. Если LB-1 образовалась именно так, то тогда мы, возможно, впервые получим «прямое доказательство этого процесса», подчеркивается в опубликованном докладе.

LB-1 не является самой крупной черной дырой из числа открытых, но она, возможно, является самой крупной из своей группы. Существует несколько типов черных дыр, и звездные черные дыры, такие как LB-1, принадлежат, по мнению специалистов НАСА, к группе черных дыр меньшего размера. Сверхмассивные черные дыры намного больше — они в миллиарды раз могут превосходить по своей массе наше Солнце.

Ученые считают, что сверхмассивные черные дыры могут быть связаны с образованием галактик, поскольку они часто находятся в центре огромных звездных систем, однако пока точно не известно, как они образовываются и что появляется в первую очередь.

Звездный ренессанс

Звездные черные дыры, как принято считать, обычно рассеяны по всей Вселенной, однако их сложно обнаружить, поскольку обычно они не испускают рентгеновские лучи — они делают это лишь тогда, когда поглощают газ звезды, оказавшейся на достаточно близком расстоянии от них. В пресс-релизе подчеркивается, что эти черные дыры настолько неуловимы, что ученые смогли обнаружить, идентифицировать и измерить всего пару дюжин черных дыр.

Научные сотрудники Китайской академии наук использовали другой подход. Вместо того, чтобы заниматься поиском рентгеновских лучей, испускаемых черными дырами, они искали звезды, вращающиеся вокруг невидимых объектов и притягиваемые их гравитацией.

Их усилия увенчались успехом — вскоре они обнаружили гигантскую звезду. Она была в восемь раз тяжелее Солнца и вращалась вокруг того, что и оказалось черной дырой.

«Это открытие заставляет нас пересмотреть наши модели того, как образуются черные дыры», — подчеркнул Дэвид Рейтц (David Reitze), физик из Университета Флориды. Члены команды Рейтца совершили свое прорывное открытие — они наблюдали за невиданным ранее столкновением нейтронной звезды и черной дыры, в результате которого возникла пульсация, своего рода зыбь в пространстве и во времени.

Эти два похожие друг на друга открытия — столкновение, а теперь и LB-1 — показывают, что ученые «достигли ренессанса в нашем понимании черных дыр с точки зрения астрофизики», — отметил Рейтц в опубликованном пресс-релизе.

За последний год было сделано несколько других открытий, которые внесли своей вклад в это ренессанс. В октябре ученые открыли, по их мнению, новый тип черной дыры. А ранее на этой неделе астрономы обнаружили черную дыру, которая на самом деле помогает молодым звездам расти, а не разрушает их.

Автор: Джесси Юнг (Jessie Yeung) для CNN, США, перевод ИноСМИ