Чёрная дыра может мирно сосуществовать с обычной звездой!

Астрономы нашли излишне спокойную чёрную дыру рядом с массивной быстровращающейся звездой. Хотя эта наистраннейшая парочка вызывает бездну вопросов о том, как всё это возможно, она может быть не причудой природы, а примером обширной популяции двойных систем.

Огромная MWC 656, отстоящая от нас на 8 500 световых лет, — голубая Be-звезда, со всеми вытекающими отсюда последствиями в виде массы в 10–16 солнечных. Тем не менее соседняя чёрная дыра (ЧД) почти не излучает в рентгеновском диапазоне — а значит, поглощения большого количества вещества за ней не наблюдается.

Чтобы понять, насколько это странно, можно вспомнить, что до сих пор мы знали всего одну звезду, близкую к ЧД, — мощный рентгеновский источник Лебедь X1, и он ярчайший на нашем небе. А вот MWC 656 скорее можно назвать тусклейшим.

Звезда вращается так быстро, что газ с неё буквально улетает, и всё же ЧД его пока почти не поглощает. Почему? (Иллюстрация Gabriel Pérez.)

Хорхе Касарес (Jorge Casares) из Канарского института астрофизики (Испания) уверен: «Открытие заставляет предполагать, что многие другие чёрные дыры с массивными компаньонами могут существовать в виде спокойных двойных систем c Be-звездами».

Обычно Be-звёзды имеют в компаньонах нейтронные звёзды, и до сих пор ни одна из них не показывала близкого соседства с чёрной дырой. Однако нынешний спутник по массе в 3,8–6,9 раза тяжелее Солнца при куда меньших размерах, а потому просто не может быть ничем иным, кроме ЧД. При этом звезда вращается с колоссальной скоростью — так, что с её экватора срываются огромные массы вещества, создавая диск вокруг светила. И всё же ЧД, похоже, почти не поглощает газ из этого диска, в противном случае она сама имела бы разогретый аккреционный диск, яркий в рентгеновском диапазоне.

Как объяснить это спокойствие хищника астрономических масштабов рядом с массивным объектом — по идее, идеальной «жертвой»?

Кажется, всё дело в скорости вращения — и звезды, и её газового диска. Их момент вращения так велик, что аккреция теряемого светилом газа чёрной дырой почти невозможна, и до тех пор, пока «обороты» звезды и её газа не снизятся, ЧД вынужденно постится. То есть обычные светила с нормальной скоростью так мирно сосуществовать с ЧД-соседом всё же не смогут, но вот среди голубых быстровращающихся множество, поэтому MWC 656, скорее всего, представляет собой лишь верхушку айсберга.

Этот объект должен заставить теоретиков пересмотреть текущие модели формирования ЧД в двойных системах. «Нынешние теории предсказывают, что пережить совместную эволюцию так, чтобы породить двойную систему с Be-звездой, как в случае с MWC 656, способны лишь единицы ЧД, — поясняет г-н Касарес. — Поскольку у них либо две звезды сливались при формировании ЧД, либо взрыв сверхновой вообще разобщал оба тела системы».

Похоже, реальность несколько отличается от этого сценария, благо необычная двойная система не так далека от нас, а вероятность случайно найти вблизи такое «чудо» крайне мала.

Отчёт об исследовании опубликован в журнале Nature.

Подготовлено по материалам Канарского института астрофизики.