Наша ближайшая черная дыра на самом деле просто одна звезда, пожирающая другую
По состоянию на 2020 год считается, что ближайшая к Земле черная дыра принадлежит звездной системе HR 6819, расположенной всего в 1000 световых лет от нас. Открытие, сделанное в то время группой астрономов Европейской южной обсерватории, недавно было другой группой исследователей. После дальнейшего анализа данных, полученных с помощью VLT и, в частности, прибора MUSE, выяснилось, что в HR 6819 нет черной дыры. Вместо этого, наблюдаемое явление было бы так называемым "звездным вампиризмом": одна из двух звезд полностью лишает своего компаньона оболочки.
Тройная система с черной дырой или двойная система со звездой-"вампиром"?
Исследователь Томас Ривиниус и его коллеги, работавшие над данными по HR 6819 в прошлом, считали его тройной системой. Звезда, вращающаяся вокруг черной дыры каждые 40 дней, плюс вторая звезда на гораздо большей орбите. Эта гипотеза могла бы объяснить:
- Почему 2,2-метровый телескоп MPG/ESO обнаружил две звезды, но не выявил присутствия ничего другого (черная дыра не видна именно потому, что она поглощает свет);
- Динамика орбит двух звезд в системе.
Однако в исследовании, проведенном Юлией Боденштайнер, аспиранткой из KU Leuven в Бельгии, было предложено другое объяснение тем же данным: HR 6819 также может быть системой, в которой только две звезды на 40-дневной орбите и нет черных дыр. Этот альтернативный сценарий потребовал бы, чтобы одна из звезд была "раздета". То есть, в какое-то более раннее время она потеряла бы большую часть своей массы из-за другой звезды, которая "вампиризировала" ее. Более того, два компаньона, звезда-"вампир" и добыча, должны быть очень, очень близки друг к другу.
Два источника света, но нет черной дыры
Чтобы найти наиболее разумное объяснение HR 6819, исследователи из обеих команд объединили свои усилия. Используя VLT (Очень большой телескоп) и VLTI (Интерферометр очень большого телескопа) ESO, они собрали данные о звездной системе, чтобы сделать вывод о ее характеристиках. Ривиниус заявляет:
Сценарии, которые мы исследовали, были довольно четкими, очень разными и легко различимыми с помощью подходящего инструмента. Мы согласились, что в системе есть два источника света, поэтому вопрос заключался в том, вращаются ли они близко друг к другу, как в сценарии с "раздетой" звездой, или далеко друг от друга, как в сценарии с черной дырой.
Во время сбора данных очень помогли приборы GRAVITY на VLTI и MUSE на VLT. Первый подтвердил отсутствие яркого компаньона на более широкой орбите. Второй, напротив, смог разрешить два источника света, разделенные расстоянием, составляющим лишь треть расстояния между Землей и Солнцем. "Эти данные оказались последним кусочком головоломки", — говорит Эбигейл Фрост, исследователь из KU Leuven. "Они позволили нам сделать вывод, что HR 6819 является бинарной системой без черной дыры".
На самом деле, согласно интерпретации ученых, бинарная система была сфотографирована вскоре после того, как одна из двух звезд высосала атмосферу своего компаньона. Это явление, характерное для очень близких бинарных систем, часто называют "звездным вампиризмом". По мере того как звезда-вампир лишала другую звезду материала ее оболочки, она вращалась все быстрее и быстрее.
"Запечатлеть такую короткую фазу после взаимодействия крайне сложно", — объясняет Фрост. "Это делает наши выводы по HR 6819 очень интересными. И это делает систему идеальным кандидатом для изучения того, как вампиризм влияет на эволюцию массивных звезд и, в свою очередь, на формирование сопутствующих явлений, включая гравитационные волны и бурные взрывы сверхновых".
Поиск новых систем со звездами-"вампирами"
Группа ученых, объединившая две команды из Левена и ESO, планирует снова провести мониторинг HR 6819, используя высокое разрешение GRAVITY на VLTI. В частности, звездная система будет изучаться с течением времени, чтобы понять ее эволюцию и обусловленные ею свойства. Эти знания будут очень полезны, чтобы узнать больше о других бинарных системах, возможно, найдя другие, похожие на эту.