Астрономія
Астрономія

Перша з відкритих чорних дір виявилася масивнішою за попередні оцінки

Астрономи уточнили відстань до чорної діри Лебідь X-1, про що вони пишуть у журналі Science. Виявилося, що вона масивніша, ніж вважалося раніше: її маса складає 21,2 сонячних.

International Centre for Radio Astronomy Research

International Centre for Radio Astronomy Research

Від чого залежить маса чорної діри?

Маса чорної діри на початку її формування встановлюється властивостями зірки, від гравітаційного колапсу якої вона утворилася. Відповідно, на це впливають: початкова маса зірки і кількість важких елементів у ній (металічність); маса, втрачена через дію зоряного вітру протягом існування зірки; еволюційний шлях зірки, на який може сильно впливати зірка-компаньон.

Чому параметри Лебідь X-1 вирішили уточнити?

Джерело рентгенівського випромінювання Лебідь X-1 є подвійною системою, яка містить чорну діру, що витягує речовину із зірки-надгіганта спектрального класу О. Ця чорна діра була першим ідентифікованим таким об’єктом. Орбітальний період системи складає 5,6 днів. Попередні оцінки маси її компонентів базувались на вимірюванні паралаксу — видиме зміщення положення джерела по відношенню до більш віддалених об'єктів, виміряне із проміжком у півроку, коли Земля змінює своє положення на орбіті. Тоді астрономи отримали відстань 1,86 кілопарсек (6066 світлових років). У поєднанні з оптичними вимірюваннями радіальної швидкості системи ці дані вказали на масу чорної діри у 14,8 мас Сонця. Однак отримані параметри системи не узгоджуються з очікуваним співвідношенням маси і світності зірки-донора. Щоб уточнити їх, астрономи провели у 2016 році шість нових спостережень за Лебідь протягом одного повного орбітального періоду системи за допомогою Антенного масиву дуже великої бази (Very Long Baseline Array).

Вимірювання відстані до Лебідь X-1. International Centre for Radio Astronomy Research

Вимірювання відстані до Лебідь X-1. International Centre for Radio Astronomy Research

Що показали результати?

Виявилося, що система знаходиться далі, ніж вважалося. Відстань до неї складає 2,22 кілопарсек (7240 світлових років). Таким чином, і чорна діра, і зірка-донор мають більші маси. Маса чорної діри складає 21,2 сонячних, а маса зірки становить 40,6 мас Сонця. Крім того, між цими двома компонентами менша відстань, вона складає 0,160 астрономічних одиниць. Чорна діра Лебідь X-1 є наймасивнішою серед зафіксованих чорних дір в рентгенівських подвійних системах. Утворення такого масивного об’єкта у системі з високою металічністю вказуж на те, що втрати маси зірок під дією зоряних вітрів насправді менші, ніж вважалося.

астрономічних одиниць
Одна астрономічна одиниця дорівнює середній відстані від Землі до Сонця