"Практично у вас на подвір'ї": чорна діра так близько, що її можна знайти без телескопа

09 мая 2020, 15:39
 В мире Источник: BBC Украина

Виявлена вченими потрійна зоряна система з чорною дірою в центрі знаходиться так близько, що у гарну погоду її можна побачити неозброєним оком.

Зроблене з допомогою нового способу спостережень відкриття змушує думати, що подібних об'єктів у відносній близькості від Сонячної системи значно більше, ніж вважали дотепер.

Чорна діра, виявлена дослідниками з Європейської південної обсерваторії у Чилі (ESO), знаходиться на відстані 1000 світлових років від Землі - ближче до Сонячної системи, ніж будь-яка інша зі знайдених раніше.

Вона до нас настільки близько, що пильний спостерігач у Південній півкулі у ясну ніч може побачити дві зірки, що обертаються навколо неї, навіть без бінокля.

Відстань у тисячу світлових років може здатися величезною у земних масштабах, але за космічними мірками це практично поруч.

Для порівняння, чорна діра, розташована у центрі нашої галактики Чумацький Шлях, знаходиться за 25 тис. світових років від Сонця. А чорна діра, яку вдалося сфотографувати групі вчених минулого року, знаходиться на відстані близько 50 мільйонів світлових років, або майже 500 квінтильйонів (500 мільйонів трильйонів) кілометрів.

Чорна діра, про виявлення якої оголосили 6 травня, входить до складу сузір'я Телескоп і розташована в центрі потрійний зоряної системи HR 6819. За цікавим збігом, вчені виявили цей об'єкт, відстеживши за допомогою телескопа рух кількох зірок, що обертаються довкола нього. Ось перше у світі фото чорної діри. Як його зробили? Велетенська чорна діра двічі "відригнула" Загадкові радіосигнали з космосу: п'ять теорій про те, чим вони є

Хоч саму чорну діру побачити неможливо, її супроводжують дві доволі яскраві зірки, які у телескоп виглядають як одна блискуча точка.

Спираючись на характерне світіння, астрономи спочатку припускали, що мають справу з подвійною зіркою.

Однак дослідники з ESO за допомогою потужного телескопа з діаметром дзеркала 2,2 м, встановленого на горі Ла-Сілья у південній частині пустелі Атакама, змогли відстежити характер обертання двох цих зірок і виявити ознаки наявності третього, невидимого об'єкта.

Аналізуючи отримані дані, вони помітили, що одна з двох видимих зірок здійснює повний оберт навколо якогось об'єкта кожні 40 днів, тоді як друга перебуває на значній відстані.

"Очевидно, що невидимий об'єкт вагою, що у чотири рази перевищує сонячну, не може бути нічим іншим, як чорною дірою", - говорить керівник дослідницької групи, що виявила об'єкт, Томас Рівініус.

"У масштабах Чумацького шляху вона - практично у вас на подвір'ї", - додає вчений. Що таке чорна діра? Чорна діра - це зона простору-часу, сила гравітації в якій настільки велика, що ніякі об'єкти або хвилі не можуть її залишити Попри назву, чорна діра насправді не порожня зсередини. Навпаки, вона наповнена величезною масою матерії, що створює величезну силу тяжіння Навколо чорної діри є зона, яку називають горизонтом подій. Це уявна межа у просторі, "точка неповернення", після перетину якої вирватися з гравітаційної пастки вже неможливо.

Астрономи вважають, що це відкриття - верхівка айсберга, і в нашій Галактиці може знаходитися безліч чорних дір, подібних до цієї.

"Мабуть, там сотні мільйонів таких зірок, але поки нам відомо лише кілька, - каже Томас Рівініус. - Більш чітке розуміння того, на що слід звертати увагу, допоможе нам у пошуку".

Найчастіше чорні діри виявляють завдяки своєрідним актам насильства, які вони чинять над іншими космічними тілами, що перебувають у сфері їхнього тяжіння. Чорна діра в системі HR 6819 - один з перших подібних об'єктів зоряної маси, який напряму не взаємодіє з навколишнім космосом, що робить його справжньою чорною дірою."Дізнаватися про тигрових акул цікавіше, ніж про кільку"

Про те, як вченим вдалося виявити цю чорну діру і як вивчення подібних таємничих об'єктів може допомогти у вивченні будови Всесвіту, Російська служба Бі-бі-сі запитала професора Російської академії наук (РАН) астрофізика Сергія Попова.

ВВС: Як саме виявили цю чорну діру?

Сергій Попов: Чорна діра входить до складу потрійної системи. Є пара з двох об'єктів і третій об'єкт, що обертається зовні по широкій орбіті. За допомогою телескопа можна вивчати зовнішню зірку і один з об'єктів у внутрішній системі.

Науковці намагалися зрозуміти, що собою являє третій невидимий об'єкт. Зокрема, вивчали швидкість руху двох видимих зірок у цій системі, і під час обробки даних виявилося, що невидимий об'єкт, найімовірніше, і є чорна діра.

Саме у такий спосіб пропонували шукати чорні діри 50-60 років тому, коли ще не знали жодної з них.

Технічно це важко реалізувати у масовому порядку, адже ми не знаємо, куди треба дивитися. Тому необхідно просіювати величезну кількість зірок, чим і займаються вчені."Пухнаста чорна діра": останню роботу Стівена Гокінга опублікували посмертно

Починаючи з 1970-х рр., чорні діри виявляли у подвійних системах за рентгенівським випромінюванням: яскравих рентгенівських джерел на небі не так уже й багато - набагато менше ніж зірок. І в них часто центральними об'єктами, на які тече зоряна речовина, виявляються чорні діри.

Отже, тільки в нашій Галактиці ми знаємо десятки подвійних систем з чорними дірами завдяки рентгенівським спостереженням.

Однак, схоже, що в найближчі роки головні поповнення в зоопарку відомих дірок у подвійних системах будуть пов'язані не з рентгенівською, а з оптичною астрономією. Цю методику будуть застосовувати частіше, тому що такі дослідження можна проводити за допомогою відносно недорогих телескопів.

ВВС: Чому це відкриття таке важливе?

У першу чергу, це цікаво тим, хто вивчає еволюцію подвійних і потрійних зірок. Наскільки мені відомо, це перша чорна діра в потрійній системі. Це гарно виглядає, але фундаментальної значущості, окрім особливості еволюції подвійних-потрійних систем, вона, на мій погляд, не має.

Це відкриття ще потребує підтвердження - наприклад, з боку незалежних груп вчених. На відміну від недавнього фото чорної діри - великого проєкту з великою кількістю учасників, у невеликих проєктах часто виявляється, що система потребує більш ретельного вивчення та доопрацювання.

Наприклад, коли в листопаді минулого року група астрономів заявила про виявлення надзвичайно масивної чорної діри в подвійній системі, вчені кинулися всі перевіряти. І виявилося, що діри там немає.

Будемо сподіватися, що в цьому випадку відкриття не скасують. До того ж залишаються сумніви, що це дійсно найближча з відомих чорних дір. Точність вимірювання відстаней поки недостатньо висока, і, можливо, попередній рекорд - що належить, до речі, рентгенівській подвійній системі, - втримається.

ВВС: Чому чорні діри важливі для наукового світу і для нас? Що вони нам можуть розповісти?

Чорні діри - загадкові об'єкти, що користуються особливою популярністю у широкого загалу. Це дійсно унікальні об'єкти, в них дія гравітації проявляється найсильнішим і найцікавішим чином.

Це призводить до різноманітних незвичайних ефектів, з якими ми не стикаємося в реальному житті. Наприклад, значне викривлення траєкторії світлових променів, значне уповільнення часу. Ці ефекти можна виміряти за допомогою точних приладів і на Землі, але в чорних дірах це проявляється набагато сильніше, чим і пояснюється додатковий інтерес до них.

Головна роль вивчення чорних дір - в тому, що вони допомагають нам наблизитися до розуміння фундаментальних властивостей гравітації.

Те, з чим ми не стикаємося в реальному житті, часто викликає більший інтерес. Наприклад, гігантська китова акула не набагато цікавіша за кільку з точки зору фундаментальної біології: і ті, і інші - риби. Але з кількою ми постійно стикаємося, а китових акул бачимо переважно по телевізору.

У цьому сенсі людям цікавіше дізнатися про китових акул, ніж про кільку. Хоча з точки зору фізіології риб, різниця не така вже й велика.

Источник: BBC Украина