Четкие точки света, заполняющие ночное небо, часто играют с невооруженным глазом. Возьмем Сириус, нашу самую яркую звезду (после Солнца). При увеличении в достаточно мощный телескоп он разделяется на два звездных партнера - Сириус А и Сириус В. Другие системы бывают тройками, четверками и более. Подобно тому, как планеты вращаются вокруг звезд, создавая солнечные системы, звезды сговариваются друг с другом, образуя собственные системы.
Зоркие любители наблюдений за звездами в южном полушарии едва ли смогут заметить одну такую систему в созвездии Телескопия. Несмотря на то, что невооруженным глазом эта незначительная булавочная укороченная точка выглядит не очень заметно, прошлые анализы ее мерцающего света позволили обнаружить двойную звезду. Теперь же в ходе последующих наблюдений были обнаружены следы третьего компаньона, скрывающегося в темноте. Невидимый партнер, вес которого в четыре с лишним раза превышает солнечную массу и который не излучает никакого заметного света, почти наверняка является черной дырой, сообщили исследователи в среду в журнале Astronomy and Astrophysics. Самое удивительное, что система находится всего в 1000 световых лет от нашей Солнечной системы, что ближе, чем любая другая известная черная дыра. Неожиданная находка служит доказательством того, что астрофизики давно предполагали: это галактика с черной дырой, и мы просто живем в ней.
"То, что существует рядом, должно существовать везде", - говорит Томас Ривиниус, соавтор статьи и астроном Европейской южной обсерватории.
Черная дыра - это последняя стадия жизни любой звезды, по крайней мере, в несколько десятков раз массивнее нашего Солнца, поэтому естественно ожидать, что они заполняют Млечный Путь. Теоретики предсказывают, что, возможно, их миллиард разбросан по спиральным рукавам галактики - по одной на каждые несколько сотен звезд. Но если колоссальная звезда погасла, взорвалась, а затем превратилась в точку, настолько плотную, что задерживает все входящие лучи света, как ее найти?
Найти одиночную черную дыру практически невозможно, но многие черные дыры не одиноки. Астрономы заметили десятки этих чудовищ, питающихся звездами-компаньонами, - процесс, который заставляет черные дыры ярко светиться в рентгеновских лучах, поскольку горячий раскаленный газ попадает в их ждущую пасть.
Черные дыры, которые действительно темные, выдают свое присутствие только тем, как они притягиваются к звездам, которые идеально расположены: достаточно близко, чтобы почувствовать гравитационное притяжение, но достаточно далеко, чтобы избежать перекуса. Ривиниус говорит, что горстка звездных систем показывает признаки наличия темного члена, хотя он считает лишь одну или две из них надежными. Однако все эти кандидаты находятся на расстоянии от тысяч до десятков тысяч световых лет и более. (Многие другие известные черные дыры, например, первая, которую удалось обнаружить, находятся на расстоянии миллионов световых лет в других галактиках).
Введите тусклую точку в Телескопии. Первоначальный интерес Ривиниуса был менее экзотическим. Он просто хотел знать, почему внешняя звезда почти разлетается на куски, а внутренняя вращается медленнее.
Хотя расстояние в 1000 световых лет считается для астрономов довольно близким, оно все же слишком велико для большинства оптических телескопов, чтобы разрешить отдельные звезды, поэтому он и его коллеги разложили световую точку на различные компоненты и проанализировали, как меняются определенные цвета. Они неоднократно наблюдали за системой в течение четырех месяцев из обсерватории Ла Силла в Чили и обнаружили, что внутренняя звезда колеблется, смещаясь вперед и назад каждые 40 дней или около того, что указывает на то, что она танцует танго с компаньоном, масса которого составляет по меньшей мере 4,2 солнечных массы. Но там, где звездный партнер должен был бы оставить в данных группы противоположные колебания, была лишь темнота.
Исследователи исключили простые альтернативы, например, что невидимый спутник является необычайно тусклой звездой. Более экзотические варианты - например, трио звезд, похожих на Солнце, объединившихся, как трое детей в плаще - возможны, но маловероятны. Для железного подтверждения потребуются последующие наблюдения с помощью интерферометрии - астрономической техники, которая позволяет разделить звезды системы.
Если система действительно является тем, чем кажется, то ее самой отличительной чертой может быть то, насколько она обыденна: обычная черная дыра, вращающаяся вокруг двух обычных звезд на нашем галактическом заднем дворе (1000 световых лет - это всего лишь около 1% от ширины Млечного Пути). Астрономы часто ищут объекты, нарушающие парадигму - самые большие, самые яркие, самые бурные. Но эта тройка представляет собой открытие другого типа. Она иллюстрирует, насколько распространенными должны быть такие системы - астрономический эквивалент того, как если бы вы выглянули за окно и увидели белку.
Помимо того, что эта троица подтверждает теоретическую картину галактики, тихо усеянной скромными черными дырами, она также служит окном в звездную смерть. Астрофизики знают, что когда большая звезда взрывается в сверхновой (как, предположительно, когда-то сделала эта черная дыра), она испускает ударную волну, которая часто отправляет в полет звезды-партнеры. Модели предсказывают это явление, и астрономы видели, как отделившиеся звезды стремительно проносятся по галактике с труднообъяснимой поспешностью. Но этой черной дыре удалось удержать двух своих компаньонов, что говорит о том, что цунами энергии, которое она выпустила, не было равномерным во всех направлениях.
Вероятно, еще много таких темных черных дыр ждут своего открытия, и исследователям, возможно, едва ли понадобится наблюдать за ночным небом, чтобы найти их. "Нужно разработать способ их поиска", - говорит Ривиниус. "Вам нужно изучить существующие данные". Такие данные о близлежащих двойных и тройных звездных системах, подобные тем, что были получены Ривиниусом и его коллегами, заполняют астрономические базы данных, доступные любому астрофизику с клавиатурой.