Астрономы впервые зафиксировали процесс рождения черной дыры из умирающей звезды

Ученым-астрономам уже достаточно давно было известно о том, что черные дыры могут рождаться в результате краха старых звезд, которые, исчерпав свои запасы термоядерного топлива, взрываются, извергая в окружающее пространство океаны энергии и материи. В некоторых случаях то, что остается после такого взрыва, нейтронная звезда имеет столь высокую плотность материи, что ее собственные силы гравитации заставляют ее схлопнуться в черную дыру, из гравитационной ловушки которой не могут сбежать даже фотоны света. И недавно группе ученых-астрономов впервые в истории астрономии удалось стать свидетелями процесса рождения черной дыры, который произошел на удалении 20 миллионов световых лет от Земли.

Группа ученых из университета Огайо (Ohio State University), возглавляемая Кристофером Кочанеком (Christopher Kochanek), обнаружила нечто необычное в данных, полученных космическим телескопом Hubble Space Telescope, который производил наблюдения за сверхгигантской звездой N6946-BH1, находящейся на удалении 20 миллионов световых лет от Земли. Эта звезда была открыта в 2004 году, тогда ее масса приблизительно в 25 раз превышала массу Солнца. Астрономы обнаружили, что в течение нескольких месяцев в 2009 году эта звезда резко увеличила свою яркость, которая в миллион раз превысила яркость свечения Солнца. И после этого произошло нечто удивительное - эта звезда попросту исчезла, по крайней мере в диапазоне видимого света, оставив после себя лишь слабое "пятно" послесвечения в инфракрасном диапазоне.

Все происходившее в этой области космоса почти в точности соответствует теории, описывающей процесс рождения черных дыр из сверхмассивных звезд. "Постаревшая" звезда, извергая в пространство огромное количество частиц-нейтрино, теряет свою массу. Потеря массы приводит к тому, что гравитационные силы становятся не в состоянии удержать облако ионов водорода, окружающее эту звезду. Остывшие ионы водорода, захватывая свободные электроны, превращаются в атомы, и это становится причиной вспышки звезды, которая длится около года и после которой на месте звезды остается черная дыра.

Помимо процесса образования черной дыры, существуют еще два возможных варианта объяснения факта исчезновения звезды N6946-BH1. Эта звезда могла быть поглощена другой звездой или она могла скрыться за плотными облаками космической пыли, которые не пропускают свет. Однако, такие варианты не соответствуют наблюдаемым эффектам, при слиянии двух звезд произошла бы вспышка, более яркая и более продолжительная, нежели наблюдаемая. Второй вариант объяснения не подходит из-за того, что облако, которое якобы скрывает звезду в течение столь длительного времени, должно быть очень и очень большим и невероятно плотным.

Выводы, сделанные учеными на основе данных от телескопа Hubble, нуждаются в дополнительных подтверждениях, прежде чем их можно будет считать достоверными. Если на месте звезды N6946-BH1 образовалась черная дыра, то материя, проходящая через границу ее горизонта событий, должна излучать в определенной части рентгеновского диапазона. Наблюдения за этой областью космоса будут производиться в ближайшее время космической рентгеновской обсерваторией Chandra, диапазон работы которой как раз захватывает диапазон излучения черной дыры.

Однако, даже если обсерватория Chandra не зарегистрирует никакого рентгеновского излучения, это еще не означает, что в той области космоса нет черной дыры. В таком случае в прилегающей к дыре области космоса может не быть достаточного количества материи. Поэтому группа Кристофера Кочанека будет продолжать анализ новых данных от космического телескопа Hubble. "Чем дольше мы не сможем увидеть снова звезду N6946-BH1, тем большая вероятность того, что ее место уже заняла черная дыра" - рассказывает Кочанек.