Международная команда астрономов сообщает об обнаружении черной дыры в шаровом скоплении звезд, известном как NGC 1850. Эта вновь обнаруженная черная дыра примерно в 11 раз массивнее Солнца, и она оказалась частью двойной системы.
Учитывая, что черные дыры невозможно наблюдать напрямую, доказательство их существования представляет собой проблему. Самое убедительное свидетельство существования черных дыр можно найти, рассматривая двойные системы, в которых видимая звезда может демонстрировать признаки обращения вокруг массивного, но невидимого компаньона. Поэтому астрономы использовали эти системы для прямого обнаружения черных дыр через изучение орбитального движения видимого объекта из системы черной дыры.
На настоящее время было произведено лишь несколько прямых динамических обнаружений невзаимодействующих черных дыр, расположенных в звездных скоплениях, из-за ограничений, связанных с наблюдениями. Более того, ученые пока еще ни разу не произвели динамическое обнаружение черной дыры, расположенной в молодом массивном скоплении звезд. Обнаружение таких объектов может сыграть большую роль в развитии наших представлений о начальной функции масс и ранней динамической эволюции черных дыр в условиях высокой плотности материи.
В новом исследовании группа под руководством Сары Сарацино (Sara Saracino) из Ливерпульского университета им. Джона Мурса, Великобритания, сообщает о первом случае динамического обнаружения черной дыры в системе со звездой-компаньоном в составе звездного скопления. Этот объект, получивший название NGC 1850 BH1, был обнаружен в скоплении NGC 1850 – молодом (его возраст составляет около 100 миллионов лет) и массивном (его масса достигает примерно 100 000 масс Солнца) шаровом скоплении звезд, расположенном в Большом Магеллановом Облаке (БМО). Это открытие является частью систематического поиска черных дыр звездных масс в молодых массивных скоплениях звезд в БМО с использованием инструмента MUSE (Multi Unit Spectroscopic Explorer) телескопа Very Large Telescope (VLT) Европейской южной обсерватории через наблюдения изменений радиальных скоростей звезд.
Согласно исследованию, эта вновь обнаруженная двойная система состоит из черной дыры массой примерно в 11,1 массы Солнца и звезды поворотной точки главной последовательности, масса которой составляет примерно 4,9 массы нашего светила. Система является наполовину разделенной, имеет малый орбитальный период в 5,04 суток и наклон орбиты на уровне 38 градусов.
Исследователи полагают, что эта система, вероятно, испытает переполнение полости Роша, когда в результате эволюции звезда-компаньон сойдет с главной последовательности. Они предсказывают стабильный переток массы и мощное рентгеновское излучение, обычно ведущие к уширению двойной системы.
«Перенос массы, вероятно, завершится, когда почти весь материал водородной оболочки звезды-донора будет либо перенесен на компактный объект, либо выброшен из системы, в результате чего обнажится гелиевое ядро звезды. После этого, вероятно, будет иметь место еще один этап массопереноса (сопровождающийся рентгеновским излучением), когда звезда сжигает гелий в оболочке, в результате которого система примет окончательный вид – черная дыра + белый карлик», указали астрономы.
Работа опубликована на сервере препринтов arxiv.org.
По информации https://www.astronews.ru/cgi-bin/mng.cgi?page=news&news=20211122232601
