Съвсем нов клас черни дупки може да дебне във вселената и те могат да са далеч по-мънички от това, което учените са открили преди, според новите открития.
Черните дупки са масивни небесни предмети, които забиват всичко, което идва твърде близо; дори светлината не може да избяга от интензивното гравитационно схващане на черната дупка. Търсенето на черни дупки, малки и големи - като свръхмасивните, които седят в центъра на повечето галактики, включително нашата собствена - помага на изследователите да съчетаят как работи Вселената и създава разказ за живота и смъртта на звездите.
Това е така, защото черните дупки са труповете на онези, които преди са били масивни звезди, претърпяли експлозивна гибел, в крайна сметка рухнали върху себе си. Експлозивната смърт и последващият срив на звездите могат да образуват два различни обекта. Ако оригиналната звезда е достатъчно масивна, тази експлозия ще доведе до черна дупка, но ако не е, трупът вместо това ще образува малък, плътен обект, известен като неутронна звезда.
Обикновено астрономите търсят тези черни дупки в нашата собствена галактика чрез измерване на рентгенови лъчи, които се излъчват, когато черните дупки сифонират материал от близките звезди. В далечните галактики, от друга страна, изследователите търсят гравитационни вълни, получени от сливането на две черни дупки или от сблъсък на неутронни звезди.
Но група изследователи се чудеха дали може да има сравнително ниски черни дупки, които не излъчват сигнални рентгенови сигнали на други черни дупки. Подобни хипотетични черни дупки вероятно биха съществували в двоична система с друга звезда, макар че те биха орбитали достатъчно далеч от тази звезда, че няма да ядат много от звездния си другар; като такива, изтъкнаха изследователите, тези малки черни дупки няма да издават откриваеми рентгенови лъчи и така ще останат невидими за астрономите, заяви Тод Томпсън, професор по астрономия в Държавния университет в Охайо и водещ автор на изследването нови открития.
„Почти сме сигурни, че трябва да има много, много от тези черни дупки в двоичните системи със звезди навън в галактиките, само че ние не сме ги намерили, защото те са трудни за намиране“, казва Томпсън пред Live Science. Но „винаги е интересно да се опитаме да намерим неща, които не могат да се видят“.
Томпсън и неговите колеги потърсиха доказателства за тези черни дупки в звездното дружество на предложените обекти. Изследователите се срещнаха чрез данни от експеримента за галактическа еволюция на обсерваторията Apache Point Observatory (APOGEE), които имаха информация за светлинния спектър - различните дължини на вълните на енергия, произведени от обект - от над 100 000 звезди в нашата галактика.
Информацията от това проучване разкри променящи се спектри или дължини на вълните на светлината от всяка от тези звезди. Ако изследователите забележат някакви промени в тези спектри - изместване към по-сини дължини на вълната или преместване към по-червени дължини на вълната, например - това може да означава, че определена звезда обикаля в орбита невидим спътник. След като направиха този анализ, изследователите разгледаха промените в яркостта на подмножество звезди, които биха могли да обикалят около орбита на черни дупки, използвайки данни от друго проучване, наречено All-Sky Automated Survey for Supernovae (ASAS-SN). Те търсеха звездите, които блестяха и затъмняваха, докато също се изместваха червено и синьо.
Ето как изследователите откриха масивен тъмен обект, затворен в гравитационна прегръдка с бързо въртяща се гигантска звезда на около 10 000 светлинни години в далечните разстояния на нашата галактика, близо до съзвездието Аурига. Изследователите прецениха, че масата на този обект е около 3,3 пъти по-голяма от нашата на слънцето, твърде масивна, за да бъде неутронна звезда и не е достатъчно масивна в сравнение с която и да е известна черна дупка.
Най-масивната неутронна звезда, за която учените знаят, е 2,1 пъти по-голяма от масата на нашето слънце, докато най-малко известната черна дупка, която се знае, е около пет до шест пъти по-голяма от масата на нашето слънце, каза Томпсън. Долната граница на новия обект на най-новата маса - най-ниската маса, която този обект може да бъде - е 2,6 пъти по-голяма от масата на нашето слънце, което според астрономите е горната граница за теоретично получаване на масивни неутронни звезди. Всяка по-масивна от това и неутронната звезда би се срутила в черна дупка.
Така че този тъмен мистериозен обект "може да бъде най-масивната неутронна звезда, виждана някога", точно на границата, след която не може да съществува, каза Томпсън. "Всъщност бих се развълнувал още повече, ако това беше вярно." Но повече от вероятно това е хипотезираната, но никога не открита сравнително ниска черна дупка, добави той.
Деян Стойкович, космолог и професор по физика в университета в Буфало колеж за изкуства и науки, който не е участвал в изследванията. "Това най-вероятно е черна дупка", защото е твърде масивна, за да бъде неутронна звезда, освен ако не е някаква необичайна звезда, заяви Стойкович пред Live Science. "Находката звучи много разумно", но не е неочаквана, тъй като астрономите знаят, че съществуват черни дупки с по-малка маса.
Томпсън заяви, че очаква бъдещи открития, като например информация за наклона на орбитата на звездата около тъмния обект, който космическият апарат Гая на Европейската космическа агенция може да събере в предстояща мисия. Това би могло да помогне на изследователите да измерват по-точно масата на тъмния предмет.
Резултатите бяха публикувани вчера (31 октомври) в списание Science.
