Ученые выполнили измерения одной из известнейших черных дыр

Американские астрофизики выполнили измерения чёрной дыры в двойной системе Лебедь X-1. Этот ярчайший рентгеновский источник был открыт в 1965 году, сообщает Компьюлента.

В двойную систему входят звезда-гигант и массивный компактный объект, совершающие орбитальное движение с периодом в 5,6 дня. Уже в 1972 году было установлено, что компаньоном гиганта, вероятнее всего, является чёрная дыра с аккреционным диском, к которой постепенно переходит вещество звезды.

Несколько десятков лет Лебедь X-1 наблюдалась в рентгеновском, оптическом, ультрафиолетовом и радиочастотном диапазонах, что сделало её одной из наиболее хорошо изученных двойных. Тем не менее, точность моделирования свойств системы была не слишком высокой, поскольку астрономы, определяя положение Лебедя X-1, получали самые разные оценки расстояния между ней и Землёй, обычно попадающие в широкий интервал 1,8–2,4 кпк (5 900–7 800 световых лет).

Чтобы устранить неопределённость, авторы выполнили измерения по методике тригонометрического параллакса, основанной на наблюдении за тем, как видимое положение Лебедя X-1 (относительно более удалённых звёзд) изменяется при движении Земли по орбите вокруг Солнца. Так как радиус этой орбиты известен, результаты наблюдений позволяют вычислить расстояние до источника тригонометрическим способом.

Ученые собирали информацию с помощью радиоинтерферометра Very Long Baseline Array, который провёл пять серий измерений в январе, апреле, июле и октябре 2009 года и в январе 2010 года. На основании этих данных было рассчитано новое, максимально точное значение расстояния между Лебедем X-1 и Землей, равное 1,86 (+0,12, –0,11) кпк, или 6 067 (+391, –359) световых лет.
Затем учёные определили массу звезды в двойной системе (19,2 ± 1,9 солнечной) и, что более важно, массу её компаньона (14,8 ± 1,0 солнечной). Последняя величина намного превышает теоретически допустимый вес нейтронной звезды, другого кандидата на роль компактного объекта в составе Лебедя Х-1, поэтому факт существования чёрной дыры в системе можно считать установленным.

Кроме того, авторы оценили угол наклона плоскости орбиты чёрной дыры к линии наблюдений, который оказался равен 27,1 ± 0,8 градуса.

На последнем этапе исследования астрофизики объединили полученные данные с результатами рентгеновских наблюдений Лебедя Х-1, выполненных космическими обсерваториями ASCA, RXTE и «Чандра». Совместная обработка данных показала, что чёрная дыра вращается с очень высокой скоростью — 97% от максимально возможной, передает NewScientist.