Черные дыры, названные Gaia BH1 и Gaia BH2, были обнаружены космическим аппаратом Gaia Европейского космического агентства (ESA).
Gaia BH1 находится всего в 1560 световых годах от Земли в направлении созвездия Змееносца, тогда как Gaia BH2 находится на расстоянии 3800 световых лет в созвездии Центавра. Однако не только близость к нашей планете делает эти находки исключительными.
«Что отличает эту новую группу черных дыр от тех, о которых мы уже знали, так это их большая удаленность от звезд-компаньонов», – сказал Карим Эль-Бадри, руководитель исследовательской группы из Гарвард-Смитсоновского астрофизического центра в Массачусетсе и Института астрономии Макса Планка в Германии.
Обычные пары черных дыр и звезд-компаньонов называют рентгеновскими двойными системами, и они обычно достаточно яркие на рентгеновских волнах и в радиоизлучении. Такие системы гораздо легче найти, чем обычные черные дыры. Они не поглощают материи, а значит, не излучают мощных вспышек энергии.
Gaia BH1 и Gaia BH2 полностью темные и были обнаружены благодаря гравитационному воздействию на своих звезд-компаньонов.
«Эти черные дыры, вероятно, имеют совсем иную историю формирования, чем рентгеновские двойные системы. Мы подозревали, что черные дыры могут существовать в более широких системах, но не были уверены в том, как они образовались. Это открытие означает, что мы должны адаптировать наши теории об эволюции двойных звездных систем», – объяснил Эль-Бадри.
Космический телескоп Gaia идеально подходит для обнаружения таких «невидимых» черных дыр. Он может точно измерить положение и движение миллиардов звезд на небе, и, по словам исследователей, четко указывает на гравитационное влияние на них со стороны других звезд, планет или черных дыр.
«Точность данных Gaia была важной для этого открытия. Черные дыры удалось обнаружить из-за едва заметного колебания звезд-компаньонов во время вращения вокруг них. Ни один другой инструмент не способен на такие измерения», — сказал научный сотрудник проекта ESA Gaia Тимо Прусти.
Наблюдения Gaia подтвердили другие обсерватории — например, рентгеновский телескоп NASA Chandra и южноафриканский радиотелескоп MeerKAT на Земле не обнаружили видимого света, поступающего от этой черной дыры.
«От звезды-компаньона в виде звездного ветра уходит много частиц. Но поскольку мы не видели никакого радиосвета, это говорит нам о том, что черная дыра не слишком «голодная» и мало частиц пересекают ее горизонт событий. Мы не знаем, почему это так, но очень хотим выяснить», — говорит член исследовательской группы Иветт Сендес из Гарвард-Смитсоновского астрофизического центра.
Команда попытается отыскать более отдаленные рентгеновские двойные системы в следующих данных Gaia, которые опубликуют в 2025 году. Информация будет построена на 66-месячных наблюдениях космического телескопа.
«Похоже, эти черные дыры на широких орбитах действительно очень распространены в космосе — чаще, чем те двойные системы, где черная дыра и звезда расположены ближе. Но проблема состоит в том, чтобы их выявить. Есть и хорошая новость – Gaia все еще собирает данные, и их следующий выпуск будет содержать гораздо больше этих звезд с таинственными спутниками в виде черной дыры», – заключает Сендес.
Исследование было опубликовано в конце прошлого месяца в Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.