В 2020 году группа астрономов под руководством специалистов из Европейской Южной обсерватории (ESO) сообщила об обнаружении ближайшей к Земле черной дыры, расположенной на расстоянии всего в 1000 световых лет от нас в системе звезды HR 6819. Однако результаты этой работы были поставлены под сомнение другими исследователями, в том числе международной группой, аффилированной с Католическим университетом в Лувене. В новой статье обе группы, объединившись друг с другом, сообщают, что на деле в HR 6819 никакой черной дыры нет: это «вампирическая» двойная звездная система, находящаяся на редкой и кратковременной стадии своей эволюции. О результатах исследования сообщается в пресс-релизе ESO.
Руководитель исходного исследования системы HR 6819, работающий в Чили астроном ESO Томас Ривиниус (Thomas Rivinius), не был удивлен прохладным приемом, оказанным астрономическим сообществом открытию его группой черной дыры. «Это не только нормально — результаты просто должны критически исследоваться, тем более результаты, попадающие в газетные заголовки», — говорит он.
Ривиниус и его коллеги были убеждены, что данные, полученные ими на 2,2-метровом телескопе MPG/ESO, наилучшим образом объясняются, если считать HR 6819 тройной звездной системой, в которой одна звезда обращается вокруг черной дыры за 40 дней, а другая находится на гораздо более широкой орбите. Но в исследовании, выполненном Юлией Боденштайнер (Julia Bodensteiner), работавшей в Лувенском католическом университете, была предложена другая интерпретация тех же данных: в системе HR 6819 могло быть лишь две звезды на 40-дневной орбите, и никакой черной дыры. Этот альтернативный сценарий требовал, чтобы одна из звезд была «раздета», то есть в прошлом отдала большую часть своей массы звезде-компаньону.
«Мы до предела исчерпали имевшиеся данные, поэтому, чтобы выбрать между сценариями, предложенными этими двумя группами, нам пришлось обратиться к иной наблюдательной стратегии», — говорит исследовательница из Лувенского католического университета Абигайль Фрост (Abigail Frost), руководившая новым исследованием.
Чтобы разгадать эту загадку, обе группы объединились для совместной работы с целью получить новые, более четкие данные о системе HR 6819 при помощи Очень Большого телескопа ESO (VLT) и Очень Большого телескопа-интерферометра (VLTI). «VLTI был единственным инструментом, который мог бы дать нам решающие данные, необходимые для того, чтобы выбрать между двумя объяснениями, — говорит Дитрих Бааде (Dietrich Baade), член авторского коллектива как первоначального, так нынешнего исследования. — Так как не было никакого смысла в том, чтобы дважды заказывать время для одной и той же наблюдательной программы, мы предложили группе Лувенского университета объединить наши усилия». Объединенные ресурсы и знания обеих групп и позволили выяснить истинную природу системы.
«Сценарии, между которыми мы выбирали, были вполне ясными, очень разными и легко различимыми при использовании правильного инструментария, — говорит Ривиниус. — Мы сходились в том, что в системе два источника света; вопрос был только в том, находятся ли они на тесно расположенных орбитах, как этого требовал сценарий "раздетой" звезды, или далеко друг от друга, что соответствовало сценарию с черной дырой».
Чтобы выбрать из этих двух предположений, астрономы воспользовались как приемником GRAVITY на VLTI, так и многоэлементным спектрографом MUSE на VLT ESO.
«Наблюдения на MUSE подтвердили отсутствие яркого компаньона на широкой орбите, а высокое пространственное разрешение приемника GRAVITY позволило зарегистрировать два ярких источника, разделенных всего одной третью расстояния между Землей и Солнцем, — говорит Фрост. — Эти данные и оказались последним элементом мозаики, позволив нам заключить, что HR 6819 — двойная система без черной дыры».
«Лучший момент нашей нынешней интерпретации в том, что мы застали эту двойную систему вскоре после того, как одна из звезд всосала в себя атмосферу звезды-компаньона. В тесных двойных системах это обычное явление, называемое иногда в прессе "звездным вампиризмом", — рассказывает Боденштайнер. — Из-за того, что звезда-донор потеряла часть своего вещества, "звезда-вампир" стала вращаться быстрее».
Сейчас участники новой объединенной группы Leuven-ESO планируют отслеживать состояние HR 6819 более пристально, используя для этого приемник GRAVITY на VLTI. Ученые будут вести длительные совместные исследования системы, чтобы лучше понять ее эволюцию, ввести ограничения на ее свойства и использовать полученные знания для изучения других двойных систем.
Полученные результаты опубликованы журнале Astronomy & Astrophysics.
