Массу первой открытой черной дыры уточнили. Она в 21 раз тяжелее Солнца

Ученые уточнили массу Cygnus X-1 – первой в истории черной дыры, которую смогли обнаружить астрономы. Она оказалась в 1,5 раза тяжелее, чем считалось ранее, пишут авторы исследования в научном журнале Science.

"Наши измерения подтвердили, что черная дыра в созвездии Лебедя вращается с рекордно большой скоростью, близкой к скорости света", – рассказал один из авторов исследования, профессор Национальной астрономической обсерватории Китая Гоу Лицзюнь.

Черная дыра X-1 в созвездии Лебедя (Cygnus X-1) – одна из самых близких к нам черных дыр звездной массы. Она образовалась несколько миллионов лет назад в результате гравитационного коллапса крупной звезды.

Во время открытия, в 1964 году, ученые знали о Cygnus X-1 только то, что это очень яркий источник рентгеновского и радиоизлучения. Более детальные наблюдения показали, что этот объект включает в себя не только голубой гигант, но и черную дыру. Она непрерывно перетягивает на себя материю компаньона и преобразует ее во вспышки излучения, которые и зафиксировали земные телескопы.

Прежние оценки показывали, что черная дыра Х-1 тяжелее Солнца примерно в 15 раз. В ходе нового исследования Гоу и его коллеги выяснили, что она гораздо тяжелее. Для этого астрономы измерили точное расстояние до этого объекта.

Обычно ученые узнают массу таких объектов с помощью орбитального телескопа Gaia. Он может измерить очень точное расстояние до практически любого объекта в ближайших окрестностях Земли. Для этого телескоп отслеживает, как сильно меняется его положение на небе по мере движения Земли по орбите.

По понятным причинам для черных дыр эта методика напрямую не работает. Поэтому астрономы измеряли расстояние до Cygnus X-1 по смещению соседних с ней звезд.

Гоу и его коллеги решили эту проблему. Они обратили внимание, что если смотреть на Cygnus X-1 из разных точек на поверхности Земли, ее положение на ночном небе смещается по сравнению с тем, где находятся далекие галактики и квазары.

Руководствуясь этой идеей, астрономы определили положение черной дыры с помощью радиотелескопов сети VLBA, после чего сопоставили полученные данные с наблюдениями Gaia и других телескопов. По расчетам Гоу и его коллег Cygnus X-1 находится в 7,2 тыс. световых лет от Земли. Это на 20% больше предыдущих оценок.

Это означает, что черная дыра X-1 может быть тяжелее. Расчеты авторов статьи показывают, что ее масса больше солнечной примерно в 21 раз. При этом она вращается с околосветовой скоростью – рекордно большой для всех известных черных дыр.

Это ставит под сомнение современные представления о формировании черные дыры. В частности, чтобы набрать настолько большую массу и скорость вращения, прародителю X-1 нужно было потерять относительно небольшую долю своей массы на последних стадиях существования. В целом это противоречит представлениям об эволюции звезд, масса которых больше солнечной в 40-60 раз.