Активные черные дыры легко обнаружить благодаря их ярким аккреционным дискам, излучающим X-лучи, а также мощным струям, исходящим из полюсов. Однако большинство звездных черных дыр находятся в неактивном состоянии. Они либо бродят по галактике в одиночестве, либо вращаются вокруг своей компаньон-звезды, не поглощая ее материю. Непрямая природа их наблюдений делает эти черные дыры трудными для изучения, и до недавнего времени астрономы знали о существовании лишь трех таких черных дыр, благодаря данным от космического аппарата Gaia.
НАТО думаю о деталях
Главная задача Gaia заключается в составлении карты положения и движения более миллиарда звезд в нашей части Млечного Пути. Для достижения этой цели необходима высокая точность измерений, что позволяет фиксировать незначительные колебания в движении звезд. Чаще всего такие колебания вызваны присутствием планеты, чье гравитационное притяжение влияет на звезду. Но в случае как минимум трех черных дыр, наблюдаемых со спутника, гравитационное воздействие настолько велико, что необходимо наличие звезды, обладающей звездной массой. Если бы это была звезда, Gaia смогла бы её увидеть. Поскольку такие наблюдения не зафиксированы, следует заключить, что компаньоном является черная дыра.
Каждая из этих «тихих» черных дыр имеет небольшого компаньона в виде звезды. Это указывает на то, что в прошлом они были ассиметричными двойными системами, где одна из звезд имела значительно больший размер по сравнению с другой. Остатки больших звезд, ставших черными дырами, и составляют системы, которые мы наблюдаем сегодня.
Разгадка загадки образования
В одной из этих систем, Gaia BH3, бинарное состояние довольно широкое, как и ожидалось. Однако в других двух системах, BH1 и BH2, бинарные звезды намного ближе друг к другу. Это поднимает вопрос о механизмах их формирования. Когда большая звезда завершает свой цикл жизни, она значительно расширяется. Слабый компаньон, находясь на близкой орбите, может быть поглощен умирающей звездой, что приводит к слиянию до образования единой черной дыры. Как же удалось выжить спутниковым звездам в системах BH1 и BH2?
Одним из возможных объяснений является процесс, известный как переполнение оболочки Роша. Область Роша для конкретной звезды — это пространство, где её собственная гравитация преобладает. Если внешние слои расширяющейся звезды выходят за пределы этой области, то приливные силы могут позволить материалу быть захваченным звездой-компаньоном. Если первоначальные расширяющиеся материалы достаточно разрежены, меньшая звезда может захватить их, не приводя к спирализации двух звезд друг к другу. Таким образом, малый компаньон способен сохранить стабильную орбиту достаточно долго, чтобы крупная звезда сжалась в черную дыру.
Несмотря на то, что всего три наблюдаемые системы не дают достаточно данных для окончательной проверки модели переполнения оболочки Роша, это начальное исследование демонстрирует, что процесс формирования ассиметричных бинарных систем в черные дыры намного сложнее, чем предполагалось ранее.
Взгляд редакции SpaceDiscover
Это открытие привносит новые грани в наше понимание звездных процессов и формирования черных дыр. Такой подход к исследованию двойных систем может привести к новым космологическим моделям и лучшему пониманию эволюции звезд. Каждое новое открытие, будь то маленькая деталь или крупный скачок, помогает нам прояснить загадочный путь, по которому движется наша Вселенная.
Не забудьте подписаться на наши каналы Дзен, Telegram и ВК.
Мы всегда рады видеть вас среди наших читателей и подписчиков SpaceDiscover!
