Раскрыта правда о невозможной черной дыре
Изображение: Nicolle R. Fuller / NSF
Независимые группы ученых выяснили, что обнаружение невозможной черной дыры массой 70 Солнц, о котором сообщалось в ноябре 2019 года, возможно, было ошибочным. Новые исследования раскрыли, что в двойной системе LB-1 нет признаков подобного объекта, масса которого превосходила бы предел для черных дыр, возникших при гибели крупных звезд. Препринты трех статей опубликованы в репозитории arXiv.org (здесь, здесь и здесь).
Астрофизики Университета Калифорнии в Беркли подвергли сомнению основной вывод китайских астрономов под руководством Лю Цзифэн, согласно которому изменения в излучении, исходящем якобы из аккреционного диска вокруг черной дыры, свидетельствует о беспрецедентно высокой массе объекта. По мнению американских ученых, правда состоит в том, что наблюдения были неправильно интерпретированы.
LB-1 состоит из звезды В и невидимого объекта. Спектр бинарной системы состоит из линий поглощения звезды В и эмиссионной линии H-альфа, которая испускается атомами водорода. Китайские ученые интерпретировали отношение изменчивости (связанной с радиальными скоростями) в линиях поглощения и эмиссионной линии как соотношение масс звезды и черной дыры. Согласно теоретической модели, спектр звезды В соответствует массе в 8,2 Солнца, поэтому масса черной дыры должна достигать массы 68 Солнц.
Предложенная масса черной дыры более чем в два раза превышает массу самой крупной черной дыры, обнаруженной в составе рентгеновской двойной звезды. Такой объект не соответствует теоретической модели, согласно которой звезды массой 50-130 Солнц теряют большую часть массы, вспыхивая как парно-нестабильные сверхновые. В результате либо не остается никаких остатков, либо образуется черная дыра небольшой массы.
В новой работе исследователи выяснили, что невидимый компонент LB-1, вероятно, действительно является черной дырой, но с обычной массой (5-20 Солнц). Они не нашли свидетельств реальной изменчивости, связанной с радиальной скоростью, в линии H-альфа. Согласно их выводам, это иллюзия, возникающая из-за того, что химические элементы в составе атмосферы звезды В частично поглощают излучение H-альфа, которое к тому же не производится аккреционным диском, а межзвездным веществом в окрестностях двойной системы. Если «вычесть» спектр звезды В, изменчивость исчезает.
С выводами калифорнийских ученых согласуются результаты других исследователей. Международная группа астрономов смоделировала различные двойные системы с яркими звездами и черными дырами, чтобы найти соответствие с наблюдаемыми свойствами LB-1. Они выявили наиболее похожие на LB-1 модели с черной дырой массой 4-7 Солнц. Наконец, исследователи из Бельгии повторно изучили спектры компонентов LB-1, изолировав эмиссионную линию Н-альфа от линий поглощения звезды В и получив такой же результат, что и калифорнийские астрономы.