eso2204ru — Научный релиз

В системе “ближайшей чёрной дыры” чёрной дыры не нашли

2 марта 2022 г.

В 2020 году группа астрономов под руководством специалистов из Европейской Южной обсерватории (ESO) сообщила об обнаружении ближайшей к Земле чёрной дыры, расположенной на расстоянии всего в 1000 световых лет от нас в системе звезды HR 6819. Однако результаты этой работы были поставлены под сомнение другими исследователями, в том числе международной группой, аффилированной с Католическим университетом в Лёвене (KU Leuven), в Бельгии. В публикуемой сегодня статье обе группы, объединившись друг с другом, сообщают, что на деле в HR 6819 никакой чёрной дыры нет – это “вампирическая” двойная звёздная система, находящаяся на редкой и кратковременной стадии своей эволюции.

Исходное исследование системы HR 6819 привлекло внимание как прессы, так и учёных. Главный автор этой работы, работающий в Чили астроном ESO Томас Ривиниус (Thomas Rivinius), не был удивлён прохладным приёмом, оказанным астрономическим сообществом открытию его группой чёрной дыры. “Это не только нормально – результаты просто должны критически исследоваться, тем более результаты, попадающие в газетные заголовки”, говорит он.

Ривиниус и его коллеги были убеждены, что данные, полученные ими на 2,2-метровом телескопе MPG/ESO, наилучшим образом объясняются, если считать HR 6819 тройной звёздной системой, в которой одна звезда обращается вокруг чёрной дыры за 40 дней, а другая находится на гораздо более широкой орбите. Но в исследовании, выполненном Юлией Боденштайнер (Julia Bodensteiner), в то время студенткой-докторантом Католического университета в Лёвене (Бельгия), была предложена другая интерпретация тех же данных: в системе HR 6819 могло быть лишь две звезды на 40-дневной орбите, и никакой чёрной дыры. Этот альтернативный сценарий требовал, чтобы одна из звезд была “раздета”, то есть в прошлом отдала большую часть своей массы звезде-компаньону.

Мы до предела исчерпали имевшиеся данные, поэтому, чтобы выбрать между сценариями, предложенными этими двумя группами, нам пришлось обратиться к иной наблюдательной стратегии”, говорит исследовательница из Католического университета в Лёвене Абигайль Фрост (Abigail Frost), руководившая новым исследованием, результаты которого публикуются сегодня в журнале Astronomy & Astrophysics.

Чтобы разгадать эту загадку, обе группы объединились для совместной работы с целью получить новые, более чёткие данные по системе HR 6819 на Очень Большом телескопе ESO (VLT) и Очень Большом телескопе-интерферометре (VLTI). “VLTI был единственным инструментом, который мог бы дать нам решающие данные, необходимые для того, чтобы выбрать между двумя объяснениями”, говорит Дитрих Бааде (Dietrich Baade), член авторского коллектива как оригинального исследования HR 6819, так и новой статьи в Astronomy & Astrophysics. "Так как не было никакого смысла в том, чтобы дважды заказывать время для одной и той же наблюдательной программы, мы предложили группе Лёвенского университета объединить наши усилия.” Объединённые ресурсы и знания обеих групп и позволили выяснить истинную природу системы.

Сценарии, между которыми мы выбирали, были вполне ясными, очень разными и легко различимыми при использовании правильного инструментария”, говорит Ривиниус. “Мы сходились в том, что в системе два источника света; вопрос был только в том, находятся ли они на тесно расположенных орбитах, как этого требовал сценарий «раздетой» звезды, или далеко друг от друга, что соответствовало сценарию с чёрной дырой.”

Чтобы выбрать из этих двух предположений, астрономы воспользовались как приёмником GRAVITY на VLTI, так и многоэлементным спектрографом MUSE на VLT ESO.

Наблюдения на MUSE подтвердили отсутствие яркого компаньона на широкой орбите, а высокое пространственное разрешение приёмника GRAVITY позволило зарегистрировать два ярких источника, разделённых всего одной третью расстояния между Землёй и Солнцем”, говорит Фрост. “Эти данные и оказались последним элементом мозаики, позволив нам заключить, что HR 6819 – двойная система без чёрной дыры.”  

«Лучший момент нашей нынешней интерпретации в том, что мы застали эту двойную систему вскоре после того, как одна из звёзд всосала в себя атмосферу звезды-компаньона. В тесных двойных системах это обычное явление, называемое иногда в прессе “звёздным вампиризмом”, рассказывает Боденштайнер, теперь стипендиат ESO в Германии и автор новой работы. “Из-за того, что звезда-донор потеряла часть своего вещества, «звезда-вампир» стала вращаться быстрее.”

"Оказаться свидетелями такой непосредственно следующей за взаимодействием фазы крайне трудно из-за её кратковременности”, добавляет Фрост. "Это и делает наши исследования системы HR 6819 такими интересными – двойная представляет собой идеальный объект для изучения влияния «вампиризма» на эволюцию массивных звёзд, а затем и возникновения связанных с этим процессом явлений, в том числе гравитационных волн и мощных взрывов сверхновых.

Сейчас участники новой объединённой группы «Leuven-ESO» планируют отслеживать состояние HR 6819 более пристально, используя для этого приёмник GRAVITY на VLTI. Учёные будут вести длительные совместные исследования системы, чтобы лучше понять её эволюцию, ввести ограничения на её свойства, и использовать полученные знания для изучения других двойных систем.

А в отношении поиска чёрных дыр группа сохраняет оптимизм. “Чёрные дыры звёздных масс остаются трудноуловимыми по своей природе”, говорит Ривиниус. “Но порядковые оценки показывают, что только в Млечном Пути их от нескольких десятков миллионов до сотен миллионов”, добавляет Бааде. Открытие их астрономами только вопрос времени.

Примечания

Результаты исследования представлены в статье “HR 6819 is a binary system with no black hole: Revisiting the source with infrared interferometry and optical integral field spectroscopy” (DOI: 10.1051/0004-6361/202143004), которая публикуется в журнале Astronomy & Astrophysics

Работа получила финансирование от Европейского Совета по научным исследованиям (ERC) в рамках программы научных исследований и инноваций Евросоюза Horizon 2020 (грант 772225: MULTIPLES; PI: Hugues Sana). 

Состав исследовательской группы: A. J. Frost (Institute of Astronomy, KU Leuven, Belgium [KU Leuven]), J. Bodensteiner (European Southern Observatory, Garching, Germany [ESO]), Th. Rivinius (European Southern Observatory, Santiago, Chile [ESO Chile]), D. Baade (ESO), A. Mérand (ESO), F. Selman (ESO Chile), M. Abdul-Masih (ESO Chile), G. Banyard (KU Leuven), E. Bordier (KU Leuven, ESO Chile), K. Dsilva (KU Leuven), C. Hawcroft (KU Leuven), L. Mahy (Royal Observatory of Belgium, Brussels, Belgium), M. Reggiani (KU Leuven), T. Shenar (Anton Pannekoek Institute for Astronomy, University of Amsterdam, The Netherlands), M. Cabezas (Astronomical Institute, Academy of Sciences of the Czech Republic, Prague, Czech Republic [ASCR]), P. Hadrava (ASCR), M. Heida (ESO), R. Klement (The CHARA Array of Georgia State University, Mount Wilson Observatory, Mount Wilson, USA) и H. Sana (KU Leuven).

Европейская Южная Обсерватория (ESO, European Southern Observatory) даёт учёным всего мира возможность раскрывать тайны Вселенной на благо всего человечества. Мы проектируем, строим и эксплуатируем наземные обсерватории мирового уровня – в них астрономы исследуют важнейшие научные проблемы и распространяют в мире интерес к астрономии – а также способствуем международному астрономическому сотрудничеству. Основанная в 1962 году как межгосударственная организация, сегодня ESO объединяет 16 стран-участниц: Австрию, Бельгию, Великобританию, Германию, Данию, Ирландию, Испанию, Италию, Нидерланды, Польшу, Португалию, Финляндию, Францию, Чешскую Республику, Швейцарию и Швецию, а также Чили, предоставившую свою территорию для размещения обсерваторий ESO, и Австралию, её стратегического партнера. Штаб-квартира ESO, а также Общественный центр и планетарий «ESO Supernova» расположены близ Мюнхена в Германии, а наши телескопы установлены в чилийской пустыне Атакама, великолепном месте с уникальными условиями для наблюдений неба. ESO располагает тремя наблюдательными пунктами: Ла Силья, Параналь и Чахнантор. В обсерватории Параналь установлен Очень Большой телескоп ESO (The Very Large Telescope, VLT), способный работать в формате Очень Большого телескопа-интерферометра VLTI, и два широкоугольных телескопа: VISTA, выполняющий обзоры неба в инфракрасных лучах, и обзорный телескоп оптического диапазона VLT (VLT Survey Telescope). Кроме того, на Паранале ESO на правах партнера предоставила место для установки Южной Решетки черенковских телескопов (Cherenkov Telescope Array South), крупнейшей в мире и рекордной по чувствительности гамма-обсерватории. В качестве участника международного партнёрства ESO эксплуатирует два инструмента миллиметрового и субмиллиметрового диапазона на плато Чахнантор: APEX и ALMA. На Серро Армазонес, недалеко от Параналя, мы строим Чрезвычайно Большой Телескоп ELT -- «величайшее око человечества, устремленное в небо» . Офис ESO в Сантьяго, столице Чили, координирует нашу деятельность в этой стране и наше сотрудничество с чилийскими партнёрами и обществом.

Ссылки

 

Контакты

Kirill Maslennikov
Pulkovo Observatory
St.-Petersburg, Russia
Телефон: +7-9112122130
Сотовый: +7-9112122130
Email: kirill.maslennikov1@gmail.com

Abigail Frost
KU Leuven
Leuven, Belgium
Телефон: +56-2-2463-3280
Сотовый: +56-9-3548-9255
Email: abi.frost@kuleuven.be

Thomas Rivinius
European Southern Observatory
Santiago, Chile
Телефон: +56-9-8288-4950
Email: triviniu@eso.org

Julia Bodensteiner
European Southern Observatory
Garching bei München, Germany
Телефон: +49-89-3200-6409
Email: julia.bodensteiner@eso.org

Dietrich Baade
European Southern Observatory
Garching bei München, Germany
Телефон: +49-89-6096-295
Email: dbaade@eso.org

Hugues Sana
KU Leuven
Leuven, Belgium
Телефон: +32-16-3743-61
Email: hugues.sana@kuleuven.be

Bárbara Ferreira
ESO Media Manager
Garching bei München, Germany
Телефон: +49-89-3200-6670
Сотовый: +49-151-2416-6400
Email: press@eso.org

Connect with ESO on social media

Перевод пресс-релиза ESO eso2204.

О релизе

Релиз №:eso2204ru
Название:HR 6819
Тип:Milky Way : Star : Grouping : Binary
Local Universe : Star : Evolutionary Stage : Black Hole
Facility:Very Large Telescope, Very Large Telescope Interferometer
Instruments:GRAVITY, MUSE
Science data:2022A&A...659L...3F

Изображения

Взгляд художника на систему HR 6819
Взгляд художника на систему HR 6819
Система HR 6819 в созвездии Телескопа
Система HR 6819 в созвездии Телескопа
Широкоугольное изображение области неба вокруг HR 6819
Широкоугольное изображение области неба вокруг HR 6819

Видео

Ближайшая чёрная дыра – но есть ли она там…? (ESOcast)
Ближайшая чёрная дыра – но есть ли она там…? (ESOcast)
Художественная анимация HR 6819
Художественная анимация HR 6819