Опубликованы сенсационные данные наблюдений за знаменитой черной дырой

Новое исследование, результаты которого опубликованы в журнале Science, показывает, что хорошо известная рентгеновская двойная система Лебедь X-1 содержит самую массивную черную дыру звездной массы, когда-либо обнаруженную без использования гравитационных волн. Это открытие дает важную информацию, необходимую для построения моделей звездной эволюции и понимания механизмов формирования черных дыр большой массы.

Лебедь X-1 — одна из ближайших к Земле черных дыр и, несомненно, самая известная. Система, расположенная на расстоянии 7200 световых лет от Земли и состоящая из черной дыры со звездой-компаньоном, была обнаружена в 1964 году во время суборбитального полета ракеты, запущенной из Нью-Мексико.

Объект стал предметом знаменитого спора между физиками Стивеном Хокингом и Кипом Торном, причем Хокинг ставил на то, что Лебедь X-1 не является черной дырой. В 1990 году ему пришлось признать свое поражение — Лебедь X-1 стала первой доказанной черной дырой. И вот теперь новые наблюдения за этим удивительным объектом снова заставили астрономов пересмотреть свои взгляды на процессы эволюции звезд.

Авторы наблюдали систему Лебедь X-1 под разными углами, используя положение Земли на околосолнечной орбите, чтобы уточнить расстояние до системы и, следовательно, массу черной дыры. В качестве инструмента они использовали массив очень длинных базовых линий размером с континент, состоящий из 10 радиотелескопов, расположенных в разных частях Соединенных Штатов.

"Если мы можем рассматривать один и тот же объект из разных мест, мы можем рассчитать его расстояние от нас, измерив, как объект перемещается относительно фона, — приводятся в пресс-релизе Международного Центра радиоастрономических исследований (ICRAR), координирующего исследование, слова ведущего автора, профессора Джеймса Миллер-Джонса (James Miller-Jones) из Университета Кертина. — Если вы поставите палец перед глазами и будете смотреть на него то одним глазом, то другим, вы заметите, что ваш палец прыгает с места на место. Это точно такой же принцип".

В течение шести дней ученые наблюдали полную орбиту черной дыры, а затем сравнили ее с наблюдениями той же системы телескопов, выполненными в 2011 году.

"Наши новые измерения показывают, что система находится дальше, чем предполагалось ранее, а черная дыра значительно массивнее", — говорит Миллер-Джонс.

По уточненным данным, черная дыра в системе Лебедь X-1 в 21 раз превышает массу Солнца, что на 50 процентов больше, чем считали до этого. Чтобы объяснить формирование такой массивной черной дыры, ученым пришлось признать, что звезды могут терять из-за звездного ветра значительно большие объемы массы, чем считали ранее.

Такие черные дыры представляют собой уплотненные ядра массивных звезд, которые резко схлопнулись, прежде чем их оболочки были выброшены при взрыве сверхновой. Ученые полагают, что, в зависимости от первоначальной массы и химического состава, массивные звезды способны создавать черные дыры массой до 100 раз больше массы Солнца. Пока же черная дыра в Лебеде X-1 закрепила свой статус самой большой известной черной дыры, образовавшейся из звезды, в нашей Галактике.

Более того, по данным исследователей, она продолжает питаться за счет звезды-компаньона. Однако эта звезда-донор, скорее всего, тоже превратится в черную дыру, прежде чем будет окончательно поглощена.

Но на этом необычность черной дыры Лебедь X-1 не заканчивается. Авторы установили, что это еще и самая быстрая из известных на сегодняшний день черных дыр — скорость ее вращения близка к скорости света, а каждые пять с половиной дней она обращается вокруг своей звезды-компаньона — сверхгиганта, который расположен от нее всего на одной пятой расстояния от Земли до Солнца.