Активные черные дыры обнаружить сравнительно легко: их раскаленные аккреционные диски излучают яркие рентгеновские лучи, а струи вещества, выходящие из полюсов, заметны в видимом и радиодиапазоне. Однако большинство черных дыр звездной массы не проявляют активности. Они могут самостоятельно перемещаться по галактике или обращаться вокруг звезды-компаньона, не поглощая ее вещество.
Такие объекты нельзя наблюдать напрямую, поэтому ученые изучают их влияние на соседние тела. Как пишет Universe Today, космический аппарат Gaia обнаружил уже три неактивные черные дыры. Основная задача аппарата заключается в составлении карты положения и движения более миллиарда звезд в окрестностях Млечного Пути.
Точность измерений Gaia позволяет фиксировать небольшие колебания звезд. Обычно они возникают из-за гравитационного воздействия планет, но в трех системах сила притяжения оказалась настолько большой, что невидимый компаньон должен иметь звездную массу. Если бы им была обычная звезда, аппарат смог бы ее обнаружить, поэтому ученые сделали вывод, что речь идет о черных дырах.
У каждой из найденных систем есть небольшая звезда-компаньон. В прошлом такие пары представляли собой неравные двойные системы, где одна звезда значительно превосходила другую по размерам. После гибели крупной звезды ее остаток превратился в черную дыру.
Система Gaia BH3 имеет достаточно широкую орбиту, но BH1 и BH2 расположены гораздо теснее. Это создает проблему для объяснения их происхождения, поскольку расширившаяся перед гибелью массивная звезда могла поглотить компаньона. Одним из возможных механизмов ученые считают перетекание вещества через полость Роша: внешние слои крупной звезды переходят к соседу, не приводя к немедленному слиянию.
Такой процесс мог позволить небольшой звезде сохранить устойчивую орбиту до момента превращения ее массивного компаньона в черную дыру. Однако трех известных систем пока недостаточно, чтобы подтвердить эту модель. Исследование показывает, что формирование двойных систем с черными дырами может быть сложнее, чем предполагалось ранее.
