Система ближайшей черной дыры не содержит черную дыру

Две команды объединились и сообщили, что на самом деле в HR 6819 нет черной дыры, которая вместо этого является «вампирской» двухзвездной системой, находящейся на редкой и недолговечной стадии эволюции.

Первоначальное исследование HR 6819 привлекло значительное внимание как прессы, так и ученых. Томас Ривиниус, астроном ESO из Чили, не был удивлен тем, как астрономическое сообщество восприняло их открытие черной дыры. «Это не только нормально, но и должно быть так, что результаты тщательно изучаются», - говорит он. «И результат, который делает заголовки, тем более».

Ривиниус и его коллеги были убеждены, что лучшим объяснением данных, полученных с помощью 2,2-метрового телескопа MPG/ESO, было то, что HR 6819 представляет собой тройную систему, в которой одна звезда вращается вокруг черной дыры каждые 40 дней, а вторая звезда на гораздо более широкой орбите. Но исследование под руководством Джулии Боденштайнер предложило другое объяснение тех же данных: HR 6819 может быть системой только с двумя звездами на 40-дневной орбите и вообще без черной дыры. Этот сценарий потребовал бы, чтобы одна из звезд была «раздета», то есть в более раннее время она потеряла большую часть своей массы из-за другой звезды.

«Мы достигли предела существующих данных, поэтому нам пришлось обратиться к другой стратегии наблюдений, чтобы выбрать между двумя сценариями», — говорит исследователь из Лёвенского католического университета Эбигейл Фрост, которая руководила новым исследованием.

Чтобы разгадать загадку, две команды работали вместе, используя Очень Большой Телескоп (VLT) и Интерферометр Очень Большого Телескопа (VLTI) ESO. «VLTI был единственным средством, которое дало нам решающие данные, необходимые для различения двух объяснений», — говорит Дитрих Бааде. Поскольку не было смысла запрашивать одно и то же наблюдение дважды, две команды объединили усилия, что позволило им объединить ресурсы и знания, чтобы выяснить истинную природу этой системы.

«Сценарии, которые мы искали, были довольно четкими, очень разными и легко различимыми с помощью подходящего инструмента», — говорит Ривиниус. «Мы согласились с тем, что в системе было 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».

Чтобы различить два предложения, астрономы использовали прибор GRAVITY VLTI и прибор Multi Unit Spectroscopic Explorer (MUSE) на VLT ESO.

«MUSE подтвердил, что на более широкой орбите не было яркого компаньона, в то время как высокое пространственное разрешение GRAVITY позволило разглядеть два ярких источника, разделенных всего лишь одной третью расстояния между Землей и Солнцем», — говорит Фрост. «Эти данные оказались последней частью головоломки и позволили нам сделать вывод, что HR 6819 — двойная система без черной дыры».

«Наша лучшая интерпретация на данный момент состоит в том, что мы поймали двойную систему вскоре после того, как одна из звезд высосала атмосферу из звезды-компаньона. Это обычное явление в тесных двойных системах, которое иногда называют «звездным вампиризмом», — объясняет Боденштайнер, ныне сотрудник ESO в Германии и автор нового исследования. «В то время как звезда-донор была лишена части материала, звезда-реципиент начала вращаться быстрее».

«Поймать такую ??фазу после взаимодействия чрезвычайно сложно, поскольку она очень короткая», — добавляет Фрост. «Это делает наши выводы для HR 6819 очень интересными, поскольку представляют собой идеального кандидата для изучения того, как «вампиризм» влияет на эволюцию массивных звезд и, в свою очередь, на формирование связанных с ними явлений, включая гравитационные волны и мощные взрывы сверхновых».

Ученые планирует более внимательно следить за HR 6819, используя инструмент GRAVITY VLTI. Исследователи проведут совместное изучение системы с течением времени, чтобы лучше понять ее эволюцию, ограничить ее свойства и использовать эти знания, чтобы узнать больше о других бинарных системах.

Что касается поиска черных дыр, команда сохраняет оптимизм. «Черные дыры звездной массы остаются очень неуловимыми из-за своей природы», — говорит Ривиниус. «Но оценки порядка величины предполагают, что только в Млечном Пути есть от десятков до сотен миллионов черных дыр», — добавляет Бааде. Всего лишь вопрос времени, когда астрономы обнаружат их.