Первая из когда-либо открытых черных дыр, находящаяся в созвездии Лебедя, все еще таит в себе несколько сюрпризов.
Новые наблюдения показывают, что черная дыра весит примерно в 21 раз больше солнца — почти в 1,5 раза тяжелее, чем предыдущие оценки. Обновленная масса заставляет астрономов переосмыслить, как эволюционируют некоторые звезды, образующие черные дыры. Чтобы такая массивная черная дыра размером со звезду существовала в Млечном Пути, ее родительская звезда должна была сбросить меньше массы из-за звездных ветров, чем ожидалось, сообщают исследователи.
«Лебедь» колоссальных размеров
Знание того, сколько массы звезды теряют из-за звездных ветров в течение своей жизни, важно для понимания того, как эти звезды обогащают свое окружение тяжелыми элементами. Это также ключ к пониманию масс и составов этих звезд, когда они взрываются и оставляют после себя черные дыры.
Точно измерить массу звезды-спутника черной дыры Лебедь X-1 астрономы смогли, используя очень длинный базовый массив - сеть из 10 радиоточек, простирающихся по всей территории Соединенных Штатов (VLBA), от Гавайев до Виргинских островов. Тем самым был создан радиотелеском размером с континент. В 2016 году VLBA отслеживала радиояркие струи материала, извергающиеся из черной дыры Лебедь X-1 в течение шести дней (время, которое потребовалось для черной дыры и ее спутника-звезды, чтобы один раз вращаться вокруг друг друга). Эти наблюдения позволили получить четкое представление о том, как положение черной дыры в космосе меняется в течение ее орбиты. Это в свою очередь помогло исследователям уточнить расчетное расстояние до Лебедя X-1.
Новые наблюдения показывают, что Лебедь X-1 находится примерно в 7200 световых годах от Земли, а не в 6000 световых годах, как предполагалось ранее. Это означает, что звезда в Лебеде X-1 даже ярче, а следовательно, больше, чем думали астрономы. По оценкам исследователей, звезда весит около 40,6 солнц. Черная дыра также должна быть более массивной, чтобы объяснить ее гравитационное притяжение к такой массивной звезде. Черная дыра весит около 21,2 солнц — намного больше, чем ее ранее оцененные 14,8 солнечных масс, говорят ученые.
Подрыв старых представлений
Новое измерение массы для черной дыры Лебедь X-1 настолько велико, что оно бросает вызов пониманию астрономами массивных звезд, которые сжимаются, чтобы сформировать черные дыры, говорит соавтор исследования Илья Мандель, астрофизик из Университета Монаша в Мельбурне, Австралия.
“Иногда звезды рождаются с довольно высокими массами — есть наблюдения звезд, рождающихся с массами намного больше 100 солнечных масс”, - говорит Мандель. Но считается, что такие огромные звезды сбрасывают большую часть своего веса через звездные ветры, прежде чем превратиться в черные дыры. Чем больше звезда и чем больше тяжелых элементов она содержит, тем сильнее ее звездные ветры. Таким образом, в богатых тяжелыми элементами галактиках, таких как Млечный путь, большие звезды – независимо от их начальной массы — должны сжиматься примерно до 15 солнечных масс, прежде чем коллапсировать в черные дыры.
Черная дыра Лебедя Х-1 массой в 21 солнечную единицу подрывает эту идею.
