В созвездии Лебедя, на расстоянии около 7800 световых лет от Земли, находится необычная космическая аномалия. Недавно там была обнаружена новая особенность этой системы: невидимый двойной спутник — звезда, обращающаяся по широкой орбите с периодом около 70 тысяч лет.
После обнаружения космической аномалии астрономы заявили, что у V404 Лебедя есть компаньон — звезда, находящаяся на близкой орбите, вокруг которой черная дыра «поглощает» каждые 6,5 суток. Теперь же добавление третьего объекта делает эту систему тройной.
Это открытие впервые демонстрирует такую конфигурацию и может пролить свет на процессы формирования черных дыр. Считается, что взрыв сверхновой, приводящий к образованию черных дыр звездной массы, должен был разрушить слабую гравитационную связь с более удаленной орбитой.
«Мы полагаем, что большинство черных дыр образуются в результате мощных звездных взрывов, но это открытие ставит под сомнение эту теорию, — объясняет физик Кевин Бердж из Массачусетского технологического института. — Эта система представляет особый интерес для изучения эволюции черных дыр и поднимает вопрос о существовании других тройных систем».
Поясняется, что о второй звезде было известно уже несколько десятилетий. Астрономы считали ее просто соседней звездой V404 Лебедя, не придавая ей особого значения. Однако теперь они узнали, что оба космических тела движутся в одном направлении и с одинаковой скоростью, что указывает на их связь.
«Это почти наверняка не случайность, — утверждает Бердж. — Мы наблюдаем две звезды, движущиеся вместе благодаря слабой гравитационной связи. Следовательно, это тройная система».
Существуют доказательства того, что черные дыры образуются в результате сверхновых: умирающая звезда взрывается, выбрасывая свой внешний материал, а ее ядро сжимается под воздействием гравитации, образуя черную дыру — самый плотный объект во Вселенной.
Учёные наблюдали за вспышками сверхновых и использовали их излучение для определения массы ядра и вывода о возникновении черной дыры. Однако это не единственный механизм образования. Существует также модель прямого коллапса, при которой массивная звезда просто превращается в черную дыру без промежуточных этапов.
В случае с V404 Лебедем ситуация становится особенно интересной: если взрыв сверхновой асимметричен, это может придать новообразованной черной дыре направленный импульс.
Большое расстояние между орбитами затрудняет объяснение гравитационного захвата между двумя объектами. Бердж и его команда провели множество симуляций и пришли к выводу, что три объекта уже были гравитационно связаны до образования черной дыры, и механизмом образования мог быть прямой коллапс.
«Большинство симуляций показывает, что наилучший способ объяснить эту тройную систему — это прямой коллапс, — поясняет физик. — Это становится самым убедительным доказательством модели прямого коллапса как механизма формирования черных дыр, что подтверждает его как жизнеспособный способ объяснения черных дыр, происхождение которых трудно связать с вспышками сверхновых».
По словам ученых, тройные системы открывают новые эволюционные пути, недоступные для чисто двойных, напоминая, что люди и раньше предсказывали, что двойные черные дыры могут образовываться в основном в результате тройной эволюции, но до сих пор не было никаких прямых доказательств.