Недавно астрономы просматривали новые данные с космического телескопа Gaia, который работает в полутора миллионах километров от Земли, наблюдает всё происходящее в галактике и ищет планеты у других звёзд. И он зафиксировал нечто странное в направлении созвездия Орла.
Что именно: там находится маленькая, сама по себе ничем не примечательная карликовая звезда массой меньше Солнца, но она очень интересно себя ведёт. Её поведение изобразили на этой специально созданной анимации. Она явно вокруг чего-то вращается. И это что-то (исключительно для понимания зрителя) здесь показали в некоем светящемся обрамлении. А на самом деле звезда наворачивает эллипсы вокруг пустого места.
Конечно, она вращается не так быстро, как здесь показано: один оборот занимает больше 11,5 года. И от центра вращения она находится в среднем примерно в 16 раз дальше, чем Земля от Солнца, то есть немногим ближе Урана. При этом Уран, для сравнения, совершает свой "годовой" оборот вокруг нашей звезды за 84 земных года. А тут целая звезда вокруг неизвестно чего носится на примерно том же расстоянии со скоростью один оборот за 11 лет. По этому гравитационному воздействию на звезду астрономы вычислили, что она захвачена объектом массой почти в 33 Солнца. А поскольку объект при таком "весе" абсолютно не видно, вывод один: это чёрная дыра. Да ещё какая: на самом деле самая массивная чёрная дыра звёздной массы из всех, какие до сих пор приходилось видеть во всей нашей галактике Млечный Путь. Правда, их и наблюдают в галактике пока что всего около двадцати, но тем не менее она оставила далеко позади предыдущего рекордсмена — чёрную дыру массой в 21 Солнце в созвездии Лебедя.
Более того, это одна из ближайших чёрных дыр в окрестностях Солнечной системы. До неё 1924 световых года. Ближе неё к нам, по текущим подтверждённым данным, только та, что в созвездии Змееносца: чёрная дыра Gaia BH1 массой почти в десять Солнц, она от Земли в 1545 световых годах. Это расстояния совершенно безопасные, но наводит на некоторые мысли тот факт, что вокруг этих чёрных дыр нет никакого светящегося так называемого аккреционного диска, то есть диска притянутого вещества. И обнаруживают их астрономы только благодаря тому, что у них есть звёзды-компаньоны. Таким образом, если точно такая же чёрная дыра обретается где-нибудь поблизости к нам в совершенном одиночестве и никакого "нимба" не имеет, то у нас остаётся критически мало шансов её как-либо заметить. Разве что по искажаемому ею свету других звёзд — так называемому гравитационному линзированию.
Оптический эффект при прохождении чёрной дыры перед более далёкими объектами в представлении художника. Фото © giphy
Вообще, конечно, это на самом деле далеко не самая огромная чёрная дыра всех времён и народов и даже не самая большая в галактике. Самая большая, самая массивная из "местных" — та, что находится в центре Млечного Пути. Она "весом" в четыре миллиона Солнц и диаметром приблизительно как орбита Меркурия. И это тоже не самое чудовищное, что видели астрономы. К примеру, знаменитая первая в истории сфотографированная чёрная дыра в центре галактики M 87 размером со всю Солнечную систему и массой в миллиарды Солнц. Но такие — сверхмассивные — чёрные дыры образуются путём слияния звёзд, вбирания в себя всё большего количества вещества.
А вот чёрные дыры так называемых звёздных масс — это не что иное, как бывшие звёздные ядра. Когда-то каждая такая чёрная дыра была термоядерным реактором внутри очень массивной звезды, а когда термоядерный синтез закончился за неимением топлива, реактор стал под действием собственной гравитации сжиматься. В итоге окружающая его оболочка звезды сбросилась — произошёл взрыв сверхновой. А ядро сжалось до такой степени, что его вещество уже не смогло оставаться не только в качестве атомов или хотя бы субатомных частиц, но и даже в состоянии кварков, оно уже полностью ушло из понятного нам "материального" состояния, ушло за "горизонт" нашего понимания.
Если схлопнувшееся в чёрную дыру ядро звезды "весит" 33 Солнца, то, по всей видимости, вся звезда целиком "при жизни" имела массу в добрую сотню Солнц. Но учёным не совсем понятно, каким образом даже при этом ядро могло остаться таким огромным. Дело в том, что по мере "горения" в нём термоядерного топлива (то есть водорода) оно должно было терять массу: из него должны были выходить образующиеся при реакциях сравнительно тяжёлые элементы, то есть все, которые тяжелее гелия. И единственное, что на этот счёт астрономы могут предположить, — что по каким-то причинам в некоторых звёздных ядрах этих более тяжёлых элементов практически не образуется, а образуется один сплошной гелий. Поэтому ядро сохраняется до конца "жизни" в своём исходном весе и становится потом такой невообразимой чёрной дырой.