Астрономы выяснили, содержит ли звездное скопление Гиады черные дыры
С астрономической точки зрения ближайшие черные дыры могут скрываться прямо за углом. Новое исследование предполагает, что две или три черные дыры скрываются в знаменитом звездном скоплении Гиады, всего в 150 световых годах от нас в созвездии Тельца.
Два года назад астрономы представили дразнящие доказательства существования черной дыры в двойной системе на расстоянии 1500 световых лет в Моноцеросе, созвездие Единорога. Новый результат команды, возглавляемой Стефано Торниаменти (Университет Падуи, Италия), побьет этот рекорд в 10 раз.
Саймон Портегис Цварт (Лейденская обсерватория, Нидерланды), который изучает динамику звездных скоплений, говорит, что в этом утверждении “на самом деле нет ничего удивительного. Ожидается, что в каждом открытом скоплении возрастом более 5 миллионов лет и содержащем более 1000 звезд, находится несколько черных дыр.” Это потому, что ожидается, что самые массивные звезды в новорожденном скоплении превратятся в сверхновые всего через несколько миллионов лет, оставив в качестве остатка либо нейтронную звезду, либо черную дыру.
По словам члена команды Марка Гилеса (Университет Барселоны), удивительно то, что длительное присутствие одной или нескольких черных дыр оказывает сильное влияние на структуру и динамику главного скопления, как показало детальное компьютерное моделирование команды.
“Была большая разница между скоплениями с небольшим количеством черных дыр и скоплениями без них”, - говорит он.
На протяжении всего времени существования скопления (возрасту Гиад около 650 миллионов лет) гравитационные взаимодействия между звездами означают, что более массивные объекты, такие как черные дыры, медленно опускаются к центру. Менее массивные звезды получают больше кинетической энергии и в конечном итоге выходят на более широкие орбиты, эффективно уменьшая компактность скопления. Эта компактность выражается как радиус половины массы: радиус, который содержит половину общей массы скопления.
Работая с последними астрометрическими данными миссии Gaia Европейского космического агентства, Торниаменти и его коллеги приходят к выводу, что наблюдаемый радиус в половину массы Гиад примерно на 40% больше, чем можно было бы ожидать, если бы в скоплении никогда не было черных дыр. Вместо этого компьютерное моделирование с двумя или тремя черными дырами, находящимися в скоплении в течение сотен миллионов лет, обеспечивает лучшее соответствие наблюдениям, как описывает команда в статье в ежемесячных уведомлениях Королевского астрономического общества.
“Это важный результат, - говорит Павел Крупа (Боннский университет, Германия), который не принимал участия в исследовании, - потому что это означает, что когда образуется черная дыра, это может привести к очень небольшому движению в пространстве”. Действительно, если новорожденная черная дыра получила достаточно сильный “удар”, она бы легко вообще покинула скопление. “Это дает информацию о физических процессах, действующих во время смерти массивной звезды”, - говорит Крупа.
Крупа отмечает, что анализ команды предполагает обоснованность наших традиционных представлений о гравитации. По его словам, в альтернативной теории гравитации, известной как модифицированная ньютоновская динамика (MOND), те же данные могут соответствовать отсутствию черных дыр. “Независимое подтверждение наличия черных дыр в скоплении Гиады, таким образом, не только проверит физику звездной смерти, но и сообщит нам, что ньютоновский закон тяготения, вероятно, справедлив”.
Однако, по словам члена команды Зефира Пенойра (Лейденская обсерватория, Нидерланды), найти убедительные доказательства того, что черные дыры действительно там есть, очень трудно. Трехчастичное взаимодействие мигрирующих черных дыр с двойными звездами в скоплении, скорее всего, приведет к тому, что одна звезда будет выброшена из системы, а другая будет вращаться вокруг черной дыры.
“Возможно, нам придется проявить больше изобретательности, чтобы придумать способы определенно доказать существование черных дыр”, - говорят они.
Кстати, бинарные взаимодействия, возможно, в конечном итоге все-таки выбросили черные дыры из скопления. Если бы это произошло за последние 150 миллионов лет или около того — астрономическое мгновение — это не отразилось бы на нынешней динамике и профиле плотности Гиад, говорит Гилес. К настоящему времени черные дыры могли бы преодолеть расстояние около 200 световых лет.
“В принципе, они могли бы достичь нашей солнечной системы, - добавляет он, - хотя шансы, конечно, крайне низки”.
Обсудим?
Смотрите также:
