Исследование, опубликованное сегодня в журнале Science, показывает, что система, известная как Cygnus X-1, содержит самую массивную черную дыру звездной массы, когда-либо обнаруженную без использования гравитационных волн.
Cygnus X-1 – одна из ближайших к Земле черных дыр. Он был обнаружен в 1964 году, когда пара счетчиков Гейгера находилась на борту суборбитальной ракеты, запущенной из Нью-Мексико.
Этот объект был в центре внимания известного научного пари между физиками Стивеном Хокингом и Кипом Торном, причем в 1974 году Хокинг сделал ставку на то, что это не черная дыра. Хокинг признал ставку в 1990 году.
В этой последней работе международная группа астрономов использовала систему с очень длинной базой – радиотелескоп размером с континент, состоящий из 10 тарелок, разбросанных по всей территории Соединенных Штатов, – вместе с умной техникой измерения расстояний в космосе.
«Если мы можем видеть один и тот же объект из разных мест, мы можем рассчитать его расстояние от нас, измерив, как далеко объект перемещается относительно фона», – сказал ведущий исследователь, профессор Джеймс Миллер-Джонс из Университета Кертина и Международной организации Центр радиоастрономических исследований (ICRAR).
"Если вы протянете палец перед глазами и будете смотреть на него одним глазом, вы заметите, что ваш палец прыгает с одного места на другое. Это точно такой же принцип."
«В течение шести дней мы наблюдали полную орбиту черной дыры и использовали наблюдения, сделанные той же системой с тем же массивом телескопов в 2011 году», – сказал профессор Миллер-Джонс. «Этот метод и наши новые измерения показывают, что система находится дальше, чем предполагалось ранее, с черной дырой, которая значительно более массивна."
Соавтор, профессор Илья Мандель из Университета Монаша и Центра передового опыта ARC в области обнаружения гравитационных волн (OzGrav) сказал, что черная дыра настолько массивна, что на самом деле бросает вызов тому, как астрономы думали, что они образовались.
"Звезды теряют массу по сравнению с окружающей средой из-за звездных ветров, которые дуют с их поверхности. Но чтобы сделать черную дыру такой тяжелой, нам нужно уменьшить массу, которую яркие звезды теряют за время своей жизни », – сказал он.
«Черная дыра в системе Cygnus X-1 начала свою жизнь как звезда, примерно в 60 раз превышающая массу Солнца, и рухнула десятки тысяч лет назад», – сказал он. "Невероятно, но он вращается вокруг своей звезды-компаньона – сверхгиганта – каждые пять с половиной дней, всего на одной пятой расстояния между Землей и Солнцем.
«Эти новые наблюдения говорят нам, что масса черной дыры более чем в 20 раз превышает массу нашего Солнца – на 50 процентов больше, чем по предыдущим оценкам."
Сюешань Чжао – соавтор статьи и кандидат наук, обучающийся в Национальной астрономической обсерватории Китайской академии наук (NAOC) в Пекине.
«Используя обновленные измерения массы черной дыры и ее расстояния от Земли, я смог подтвердить, что Лебедь X-1 вращается невероятно быстро – очень близко к скорости света и быстрее, чем любая другая черная дыра, обнаруженная на сегодняшний день. ," она сказала.
«Я нахожусь в начале своей исследовательской карьеры, поэтому участие в международной команде и помощь в уточнении свойств первой из когда-либо обнаруженных черной дыры было отличной возможностью."
В следующем году в Австралии и Южной Африке начнется строительство самого большого в мире радиотелескопа – Square Kilometer Array (SKA).
«Изучение черных дыр – это как пролить свет на самый охраняемый секрет Вселенной – это сложная, но захватывающая область исследований», – сказал профессор Миллер-Джонс.
«По мере появления телескопов следующего поколения их улучшенная чувствительность раскрывает Вселенную все более детально, благодаря десятилетиям усилий, вложенных учеными и исследовательскими группами по всему миру, чтобы лучше понять космос, а также существующие экзотические и экстремальные объекты.
"Прекрасное время быть астрономом."