В пределах 15 парсеков, или примерно 50 световых лет, от Солнца могут находиться несколько чёрных дыр звёздной массы. Учёные попытались обнаружить такие объекты по данным космического телескопа Gaia, однако найденные кандидаты, вероятно, оказались результатом ошибок наблюдений. Исследование опубликовано в The Astrophysical Journal под названием «Поиск кандидатов в изолированные чёрные дыры в пределах 15 пк от Солнечной системы в Gaia DR3», его ведущий автор — Абдурахмон Носиров из Центра астрономии и астрофизики Фуданьского университета в Шанхае.
Модели показывают, что в Млечном Пути может быть от 100 миллионов до 1 миллиарда чёрных дыр, возникших после полного гравитационного коллапса массивных звёзд. Большинство из них, как предполагают исследователи, не имеет звёзд-компаньонов. В отличие от сверхмассивных чёрных дыр, такие объекты обычно не окружены яркими аккреционными дисками и потому почти не излучают.
Особый интерес представляют чёрные дыры, расположенные внутри локальных межзвёздных облаков. Солнечная система движется через Локальное межзвёздное облако — область частично ионизированного газа, находящуюся рядом с его границей. К этой же группе относят соседнее G-облако. Поглощение вещества из таких облаков могло бы создавать электромагнитное излучение, доступное современным или ближайшим будущим обсерваториям.
За пределами этих облаков вещества для аккреции слишком мало, поэтому ожидаемый поток излучения оказался бы ниже чувствительности нынешних и перспективных приборов. Поиск чёрных дыр по их гравитационному воздействию на соседние звёзды также малоперспективен: плотность звёзд в окрестностях Солнца недостаточна для надёжной астрометрической регистрации таких возмущений.
Используя третий выпуск данных Gaia, исследователи выделили шесть источников, которые могли соответствовать изолированным чёрным дырам, поглощающим межзвёздное вещество. Один объект исключили из анализа, поскольку он оказался коричневым карликом. Все остальные кандидаты расположены близко к плоскости Галактики, из-за чего их характеристики могли возникнуть вследствие скопления фоновых источников или неучтённой двойственности звёзд.
Затем учёные сопоставили кандидатов с каталогами инфракрасных и радиоисточников CatWISE, RACS и VLASS. Gaia не собирала спектры, поэтому для проверки использовали данные инфракрасного обзора NASA Wide-field Infrared Survey и радионаблюдений, включая каталог VLASS примерно с 10 миллионами источников. Совпадений обнаружить не удалось, и авторы пришли к выводу, что найденные объекты, скорее всего, не являются чёрными дырами, аккрецирующими межзвёздное вещество.
Схема Локального межзвёздного облака, движения Солнечной системы и соседнего G-облака. Источник: NASA / Adler / University of Chicago / Wesleyan.
Авторы подчёркивают, что неудача этой попытки не означает прекращения поисков. Изолированные чёрные дыры, поглощающие межзвёздный газ, могут быть очень тусклыми и иметь почти лишённый характерных особенностей спектр, поэтому их трудно выявлять с помощью одного инструмента. Для подтверждения кандидатов потребуются совместные наблюдения в радио-, оптическом и рентгеновском диапазонах, а дальнейшие поиски планируется вести по радио- и рентгеновским каталогам. Новый массив данных Square Kilometre Array (Квадратный километровый массив) ожидается в начале 2027 года и, по оценке исследователей, может оказаться особенно полезным для этой задачи.