Астрономы подтвердили первую изолированную черную дыру в нашей Галактике
Группа астрономов из Института науки космического телескопа (STScI) совместно с коллегами из Центра экзопланетологии Университета Сент-Эндрюс и Европейской южной обсерватории (ESO) подтвердила существование первой известной изолированной черной дыры (ЧД) звездной массы. Это открытие, опубликованное в The Astrophysical Journal, стало результатом многолетних наблюдений и анализа данных, включая новые измерения с космического телескопа Хаббл (HST) и миссии Gaia.
В 2022 году та же команда исследователей сообщила об обнаружении «темного объекта» в созвездии Стрельца, предположив, что это может быть изолированная черная дыра. Однако вторая группа ученых оспорила этот вывод, выдвинув гипотезу о нейтронной звезде. Разногласия возникли из-за сложности идентификации объектов, не испускающих собственного излучения. Черные дыры обычно обнаруживаются по их гравитационному воздействию на звезды-компаньоны, но в данном случае объект был изолированным, что делало его обнаружение исключительно трудным.
Методы наблюдений и анализ данных
Объект был замечен благодаря явлению гравитационного микролинзирования — его прохождение перед далекой звездой вызвало временное усиление и смещение света последней. Изначально команда использовала данные Хаббла за 2011–2017 годы, но в новом исследовании добавились наблюдения за 2021–2022 годы, а также информация от космического зонда Gaia. Ключевым аспектом анализа стало точное измерение астрометрических отклонений фоновой звезды, что потребовало сложной обработки данных, включая учет влияния близкого яркого соседа и индивидуальное моделирование функции рассеяния точки (PSF) для каждого кадра Хаббла.
На основе новых данных исследователи установили, что масса объекта составляет 7,15 ± 0,83 M⊙ (солнечных масс), что исключает возможность его классификации как нейтронную звезду (массы которых не превышают ~2,5 M⊙). Дополнительные наблюдения подтвердили отсутствие излучения от самой линзы, что окончательно подтвердило ее природу как черной дыры. Интересно, что вторая исследовательская группа, ранее предполагавшая нейтронную звезду, в 2023 году пересмотрела свою оценку, согласившись с выводом о черной дыре, хотя их расчет массы (около 6 M⊙) имел большую погрешность.
Черная дыра находится на расстоянии 1,52 ± 0,15 килопарсек от Земли и движется со скоростью 51,1 ± 7,5 км/с относительно соседних звезд. Исследователи также провели поиск возможных компаньонов у ЧД, но не нашли свидетельств их наличия, что подчеркивает ее изолированный характер.
Значение открытия и перспективы
Это первое однозначное подтверждение существования одиночной черной дыры звездной массы, что открывает новые возможности для изучения подобных объектов. Команда надеется обнаружить больше изолированных ЧД с помощью будущего космического телескопа Нэнси Грейс Роман, запуск которого запланирован на 2027 год. Его высокая чувствительность позволит систематически изучать подобные события микролинзирования, что может привести к обнаружению целой популяции «невидимых» черных дыр в Млечном Пути.
В работе обсуждаются расхождения с предыдущими исследованиями, включая различия в оценках массы и методах обработки данных. Авторы подчеркивают важность учета систематических ошибок, особенно при анализе астрометрии в условиях близости яркого соседа к источнику. Эти уточнения делают выводы более надежными и согласующимися с независимыми исследованиями.
Открытие изолированной черной дыры не только подтверждает теоретические предсказания, но и демонстрирует мощь комбинации микролинзирования, астрометрии и многолетних наблюдений с ведущими телескопами. Это важный шаг в понимании эволюции массивных звезд и распределения черных дыр в Галактике.