Две недели назад (27 ноября) астрономы опубликовали в журнале Nature статью, в которой утверждается, что они обнаружили невероятно гигантскую черную дыру недалеко от Земли. Если бы они были правы, это было бы серьезным ударом по астрофизике, разрушившим теории о том, как и где образуются такие огромные черные дыры. Но похоже, что они, вероятно, были неправы.
Исследователи подумали, что нашли редкую огромную черную дыру, в 70 раз превышающую массу нашего Солнца, как часть двойной системы, известной как LB-1, которая находится на расстоянии 15 000 световых лет от Земли. Но теперь две независимые газеты, опубликованные на этой неделе в базе данных arXiv, обнаружили одну и ту же основную проблему с этим утверждением: она опиралась на свидетельство того, что невидимая черная дыра слегка покачивалась, когда ее тяжелая звезда-компаньон, известная как звезда B, вращалась вокруг нее. , Разница между легким покачиванием черной дыры и быстрым движением звезды предполагала, что черная дыра была намного больше - если бы они были ближе друг к другу, вы бы ожидали, что черная дыра будет двигаться так же сильно, как звезда. Однако, согласно двум новым статьям, исследователи неверно истолковали то, что они видели в свете далекой системы.
Представьте себе борца сумо, который кружит шар для боулинга по кругу на конце длинной цепочки. Именно так работала модель этой системы в газете Nature. В этом сценарии борец (черная дыра) немного сместился бы назад и вперед, чтобы компенсировать вес мяча (звезды-компаньона), но мяч выполнял большую часть движения. Если вы знали массу шара для боулинга и знали, сколько они движутся, вы можете рассчитать массу борца сумо.
Проблема заключается в том, что покачивание света, на которое исследователи основали утверждение, называемое «линией эмиссии Hα», теперь выглядит так, будто оно вообще не пришло из черной дыры. Это означает, что умопомрачительное измерение массы, вероятно, неверно.
«У вас есть эта B-звезда с большой массой», и это один компонент. А затем черная дыра - это другой компонент, - сказала Джеки Фахерти, астрофизик из Американского музея естественной истории в Нью-Йорке, который не был « Я участвовал в любой из этих работ. «Итак, у вас есть эти две вещи, на которые вы смотрите, но они могут запутаться друг с другом».
Телескопы на Земле, как правило, недостаточно острые, чтобы разрешать отдельные объекты в звездных системах достаточно хорошо, чтобы измерять их движения, особенно когда один из этих объектов представляет собой черную дыру, видимую только из тонкого «аккреционного диска» материала вокруг его основного тела. , Таким образом, изучение этих систем часто требует анализа закономерностей на отдельных частотах света, поступающего от систем, и использования их, чтобы сделать выводы о том, что происходит внутри них.
У LB-1 есть один очень яркий источник данных: весь свет, исходящий от нормальной B-звезды в системе. Исследователи могут измерить его движения, используя эффект Доплера, который увеличивает длину волны света, и свет кажется покрасневшим, когда звезда удаляется от Земли, и затем становится немного голубее, когда он движется обратно к Земле. Исследователи могут отследить этот эффект Доплера в серии линий излучения - особенно ярких частот излучения, которые соответствуют индивидуальным особенностям звезды.
В статье Nature исследователи обнаружили еще одну эмиссионную линию в системе, линию Hα, которая, похоже, не пришла от нормальной звезды. Они обнаружили, что он также показал слабый эффект Доплера, предполагая, что его источник немного двигается, и намекая на то, что он, вероятно, исходил от диска материала вокруг невидимой черной дыры в системе. Новые документы обнаружили, что исследователи природы не смогли полностью распутать данные из яркого источника, звезды и тусклого источника. Это кажущееся покачивание в линии Hα было своего рода иллюзией, созданной светом от звезды-компаньона, и исчезает, когда вы правильно вычитаете этот источник. Что бы ни делало линию Hα, она не движется вообще относительно системы.
«После того, как на это указывают, это очень легко понять - это не что-то неясное, и я думаю, что большинство астрономов поймут аргумент и согласятся», - Лев К. Стейн, астрофизик из Университета Миссисипи, который также не участвовал ни в одном из этих документы, рассказал Live Science.
Он сказал, что, увидев новые газеты, он «очень скептически» относится к первоначальному заявлению газеты Nature о массе черной дыры.
Если линия Hα не движется, это означает одно из двух: Калифорнийский университет, Беркли, астрофизики Карим Эль-Бадри и Элиот Кватарт написали в своей статье, одну из двух, опубликованных в arXiv, в которой была выявлена проблема Hα.
«Одно из возможных объяснений состоит в том, что спутник - это черная дыра с еще большей массой, чем сообщалось», - написали они.
Возможно, черная дыра настолько огромна по размеру, что кажется, что она вообще не колеблется под гравитационным влиянием звезды-компаньона.
«Мы считаем этот сценарий крайне маловероятным», - написали они.
Других доказательств такой большой черной дыры в системе нет.
Таким образом, более вероятный сценарий состоит в том, что система содержит более типичную черную дыру, более или менее в масштабе Солнца, и линия Hα исходит из какого-то другого источника, как обрисовано в общих чертах во второй статье arXiv, от более крупной команды из Katholieke. Университет Лювена и Королевская обсерватория, оба в Бельгии.
В третьем документе, подготовленном группой исследователей из Новой Зеландии, Канады и Австралии, было выявлено еще несколько проблем с документом «Природа», в том числе то, что авторы, вероятно, неправильно оценили расстояние до системы. По словам Стейна, это убедительно, но проблема Hα представляет собой гораздо более простую проблему.
Система по-прежнему интересна, и Эль-Бадри в своем твиттере сказал, что с нетерпением ожидает более подробного изучения. Но он более точно вписывается в существующие теории астрофизики, которые легко объясняют более мелкие черные дыры в этой области пространства, но пытаются объяснить, как могла образоваться гораздо большая черная дыра.
«Это история о том, как прогрессирует наука», - сказал Фахерти. «Ученые были действительно заинтригованы, потому что это был своего рода интересный толчок к тому, что мы могли бы рассмотреть в нашей теории эволюции звезд. Но наука прогрессирует и тогда, когда мы тщательно проверяем работу друг друга, и именно это и произошло в этом случае».
