Астрономы сообщили об одном из самых необычных наблюдений последних лет. Во время изучения далёкой звезды они зафиксировали кратковременное изменение её яркости, которое не удалось объяснить обычными объектами вроде планет, астероидов или звёзд. Анализ показал, что между Землёй и звездой мог пройти чрезвычайно компактный объект массой примерно в несколько масс Луны. Среди возможных объяснений исследователи рассматривают даже экзотический вариант — первичную чёрную дыру, возникшую вскоре после Большого взрыва.
Это наблюдение привлекло большое внимание, поскольку подобные объекты пока остаются исключительно гипотетическими. Если существование таких чёрных дыр когда-либо будет подтверждено, это может серьёзно повлиять на современные представления о ранней Вселенной и природе тёмной материи.
Необычная вспышка в Большом Магеллановом Облаке
Событие было зарегистрировано в декабре 2019 года во время наблюдений за звёздами Большого Магелланова Облака — карликовой галактики, которая является спутником Млечного Пути. Астрономы заметили, что одна из звёзд примерно на час стала заметно ярче, после чего её светимость вернулась к обычному уровню.
На первый взгляд подобные явления известны науке уже давно. Они называются гравитационным микролинзированием.
Когда сама гравитация работает как линза
Согласно общей теории относительности, массивные объекты способны искривлять пространство-время вокруг себя. Из-за этого свет далёких источников меняет своё направление.
Если между наблюдателем и далёкой звездой проходит массивное тело, его гравитация может действовать как своеобразная линза. В результате звезда временно становится ярче, хотя на самом деле её собственная светимость не меняется.
Такие события помогают обнаруживать объекты, которые почти невозможно увидеть напрямую. Именно благодаря микролинзированию астрономы находят некоторые экзопланеты, коричневые карлики и другие тусклые тела.
Однако в данном случае ситуация оказалась намного необычнее.
Объект получил название «Фиби»
После анализа наблюдений исследователи дали загадочному объекту условное имя Phoebe.
Расчёты показали, что его масса составляет примерно три массы Луны. Это крайне необычный показатель. Объект оказался слишком массивным для большинства известных мелких тел и одновременно слишком лёгким для обычной чёрной дыры звёздного происхождения.
Именно эта особенность стала главной загадкой исследования.
Почему обычная чёрная дыра здесь не подходит
Большинство известных чёрных дыр появляются после гибели массивных звёзд.
Когда такая звезда исчерпывает своё ядерное топливо, её ядро коллапсирует под действием собственной гравитации. В результате образуется чёрная дыра, масса которой обычно в несколько раз превышает массу Солнца.
Но объект Phoebe значительно легче.
Его масса оценивается всего в несколько масс Луны, что на порядки меньше массы даже самых лёгких известных чёрных дыр звёздного происхождения.
Современные модели звёздной эволюции практически не допускают образования подобных объектов обычным путём.
Что такое первичные чёрные дыры
Чтобы объяснить наблюдение, исследователи рассматривают сценарий существования первичных чёрных дыр.
Это гипотетические объекты, которые могли возникнуть не из звёзд, а непосредственно в первые мгновения после Большого взрыва.
В ранней Вселенной плотность вещества была колоссальной. Некоторые области могли оказаться настолько плотными, что сразу превращались в чёрные дыры без участия звёздных процессов.
Теоретически такие объекты могли иметь самые разные массы — от микроскопических до очень крупных.
Именно поэтому масса в несколько лунных масс не противоречит гипотезе первичной чёрной дыры.
Почему эти объекты так важны
Интерес к первичным чёрным дырам связан не только с их экзотической природой.
Уже несколько десятилетий физики пытаются понять природу тёмной материи — невидимого вещества, которое составляет значительную часть массы Вселенной.
Хотя прямых наблюдений тёмной материи до сих пор нет, её существование подтверждается влиянием на движение галактик и крупномасштабную структуру космоса.
Одна из гипотез предполагает, что хотя бы часть тёмной материи может состоять именно из первичных чёрных дыр.
Если объект Phoebe действительно относится к этой категории, он может стать важным аргументом в пользу подобных моделей.
Почему обнаружить такие объекты невероятно сложно
Главная проблема заключается в том, что компактные объекты небольшой массы практически не излучают свет.
Обычный телескоп не способен увидеть их напрямую.
Поэтому астрономы вынуждены искать косвенные признаки их существования. Одним из самых эффективных методов остаётся именно гравитационное микролинзирование.
Когда объект проходит точно между наблюдателем и далёкой звездой, его гравитация временно усиливает свет источника.
Но подобные совпадения происходят крайне редко.
Для регистрации одного события необходимо наблюдать огромное количество звёзд на протяжении длительного времени.
Один час, который может изменить космологию
Особенность наблюдения заключается ещё и в продолжительности события.
Яркость звезды изменилась примерно на один час. Это говорит о том, что объект был сравнительно компактным и быстро пересёк линию наблюдения.
Подобные кратковременные сигналы очень легко пропустить.
Поэтому учёные предполагают, что аналогичные объекты могут существовать в гораздо большем количестве, чем считалось ранее, просто большинство таких событий остаются незамеченными.
Возможны ли другие объяснения
Исследователи подчёркивают, что говорить об окончательном открытии первичной чёрной дыры пока рано.
Существуют и другие варианты интерпретации.
Теоретически это может быть неизвестный тип компактного объекта или редкая конфигурация вещества, которая пока недостаточно изучена. Некоторые специалисты также отмечают необходимость дополнительных наблюдений для проверки расчётов массы и характеристик объекта.
Тем не менее сценарий с первичной чёрной дырой остаётся одним из наиболее обсуждаемых.
Почему подобные открытия становятся возможны именно сейчас
За последние годы возможности астрономических обзоров значительно выросли.
Современные телескопы автоматически наблюдают миллионы звёзд и фиксируют даже минимальные изменения их яркости. Огромные массивы данных затем анализируются специальными алгоритмами.
Именно благодаря таким системам удаётся находить кратковременные и чрезвычайно редкие события, которые ещё несколько десятилетий назад были бы полностью незаметны.
Развитие подобных проектов фактически превращает всё небо в непрерывно наблюдаемую лабораторию.
Микролинзирование становится одним из самых мощных инструментов астрономии
Метод гравитационного микролинзирования используется не только для поиска загадочных компактных объектов.
С его помощью учёные обнаруживают экзопланеты, исследуют распределение вещества в галактиках и изучают удалённые объекты Солнечной системы.
Иногда именно такие краткие изменения яркости позволяют получить информацию о телах, которые невозможно увидеть никаким другим способом.
Фактически исследователи используют саму гравитацию в качестве гигантского природного телескопа.
Окно в самые ранние эпохи существования Вселенной
Если гипотеза о первичной чёрной дыре подтвердится, значение открытия окажется намного шире одной необычной астрономической находки.
Такие объекты могут быть прямыми свидетелями процессов, происходивших почти сразу после рождения Вселенной.
Большинство известных космических тел сформировались спустя миллионы или миллиарды лет после Большого взрыва. Первичные чёрные дыры, напротив, могли возникнуть буквально в первые мгновения космической истории.
Поэтому их обнаружение позволило бы исследовать эпоху, которую невозможно наблюдать напрямую никакими телескопами.
Загадка пока остаётся открытой
На данный момент объект Phoebe остаётся одним из самых необычных кандидатов в первичные чёрные дыры за всё время подобных наблюдений. Его масса, компактность и характер зарегистрированного микролинзирования плохо вписываются в привычные категории известных космических тел.
Для окончательных выводов потребуется гораздо больше данных и, возможно, обнаружение других похожих объектов.
Однако уже сейчас это наблюдение показывает, насколько мало человечество знает о скрытых компонентах Вселенной. Между Землёй и далёкими звёздами могут находиться объекты, которые невозможно увидеть напрямую, но которые способны на короткое время выдать своё присутствие единственным способом — искривив свет далёкой звезды собственной гравитацией.
Источники:
Статья создана по материалам UniverseToday.com
