Проблема трьох тіл: астрономи виявили «любовний» трикутник чорної діри

Фізики з Массачусетського технологічного інституту та Каліфорнійського технологічного інституту вперше виявили потрійну систему, розташовану приблизно за 7800 світлових років від Землі. Ця система складається з однієї чорної діри й двох зір, що обертаються одна навколо одної.

Художнє зображення центральної чорної діри
Художнє зображення центральної чорної діри, яка поглинає зорю, а друга зоря обертається на тлі. Зображення: Хорхе Луго

Бінарні системи, у яких одне з тіл є чорною дірою, досить поширені у Всесвіті. Часто спостерігається, як чорна діра поглинає зорю, що обертається навколо неї. Однак нещодавнє відкриття додало новий вимір, виявивши систему, в якій чорна діра взаємодіє з двома зорями. Результати дослідження були опубліковані в журналі Nature.

«Більшість чорних дір утворюються внаслідок вибухів світил, але це відкриття ставить під сумнів такі уявлення», — зазначив Кевін Бердж, співавтор дослідження. Він підкреслив, що ця система цікава для вивчення еволюції чорних дір.

Звуки чорної діри

Об’єктом дослідження стала система V404 Cygni, що містить чорну діру масою приблизно дев’ять сонячних. Цю чорну діру вперше підтвердили як об’єкт у 1992 році. У 2022-му NASA перетворила світлові відлуння від V404 Cygni на звукові сигнали, що дозволило вченим «почути» її активність.

Чорні діри — це об’єкти з настільки сильною гравітацією, що світло не може покинути їх, тому вони абсолютно темні. Зазвичай їхнє формування пов’язують із надновими вибухами зір. Досі вважалося, що V404 Cygni є бінарною системою, в якій чорна діра і зоря обертаються одна навколо одної. Проте нові дані свідчать про наявність ще однієї зорі, яка перебуває на значно більшій відстані від чорної діри.

За вимірами, внутрішнє світило обертається навколо чорної діри приблизно раз на тиждень, тоді як зовнішня зоря потребує близько 70 тис. років для одного оберту. Вона розташована на відстані близько 3500 астрономічних одиниць від чорної діри, що в 100 разів більше відстані між Плутоном і Сонцем. Це свідчить про те, що V404 Cygni є потрійною системою, хоч і розділеною на великій відстані.

Три спокійні тіла

Дослідники також виявили, що звичайна наднова не могла б пояснити формування такої системи. Переважна більшість симуляцій вказує, що чорна діра могла утворитися внаслідок прямого колапсу зорі, коли вона руйнується без вибуху.

V404 Cygni
Ілюстрація потрійної системи V404 Cygni. Джерело: Space Engine

Вік зовнішньої зорі допоміг команді оцінити вік всієї системи — близько 4 млрд років, що трохи молодше, ніж наше Сонце, вік якого налічує 4,6 млрд років. Для порівняння, вік Всесвіту становить приблизно 13,77 млрд років.

На відміну від трьох тіл, описаних у книзі Цилінь Сю, де зорі рухалися по непередбачуваній орбіті, реальна система є більш спокійною, хоча й екстремальною через наявність чорної діри.

Раніше ми повідомляли про те, як єдина у своєму роді потрійна зоряна система «з’їла» четверту зорю.

За матеріалами popsci.com

Китай представив проєкт космоплана для доставлення вантажів на орбіту
Загроза астрономії: вчені закликають зупинити запуски Starlink
Наш Всесвіт не оптимальний для життя: у всьому винна темна енергія
Марсіанські пастки: Perseverance та Curiosity одночасно зіткнулись із суворими випробуваннями
Знайдене Perseverance поле дивних білих каменів збентежило вчених
Таємничий міжзоряний тунель з’єднує Сонячну систему із сузір’ям Центавра
Без затримок і перевитрат: новий космічний телескоп NASA пройшов важливий етап
SpaceX планує розгорнути інтернет Starlink на Марсі
Людство 40 років мало неправильне уявлення про Уран через помилку Voyager 2
Загадка зниклої зорі: астрономи підозрюють невдалу наднову