Астрономы обнаружили самую массивную звездную черную дыру в нашей галактике, наблюдая за колебательным движением ее звезды-компаньона.
Черная дыра, названная Gaia BH3, и ее звезда-компаньон вращаются вокруг общего центра масс. Миссия Gaia Европейского космического агентства измеряла это колебание в течение нескольких лет, а дополнительные данные других телескопов, в том числе Очень Большого Телескопа (ESO) в Чили, подтвердили, что масса черной дыры в 33 раза превышает массу нашего Солнца.
Химический состав звезды-компаньона предполагает, что черная дыра образовалась в результате коллапса массивной звезды с очень небольшим количеством тяжелых элементов или металлов, что соответствует теоретическим предсказаниям.
Звездные черные дыры образуются при коллапсе массивных звезд, а те, что были обнаружены ранее в Млечном Пути, имеют среднюю массу примерно в 10 раз больше солнечной. Даже следующая по массе звездная черная дыра, известная в нашей галактике, Лебедь X-1, достигает массы всего лишь 21 солнечной массы, что делает это новое открытие поистине исключительным.
Ближайший космический монстр
Примечательно, что BH3 не только огромен, но и чрезвычайно близок к нам, находясь всего в 2000 световых годах от нас в созвездии Орла. Это вторая ближайшая к Земле известная черная дыра. Открытие было сделано, когда астрономы анализировали наблюдения Gaia в рамках подготовки к предстоящему выпуску данных. Паскуале Пануццо, астроном Парижской обсерватории и член коллаборации Gaia, выразил свое удивление, заявив:
«Никто не ожидал обнаружить скрывающуюся поблизости черную дыру большой массы, до сих пор не обнаруженную. Такое открытие вы делаете один раз в своей исследовательской жизни».
Для подтверждения своих выводов коллаборация Gaia использовала данные наземных обсерваторий, в том числе прибор ультрафиолетового и визуального эшелле-спектрографа (UVES) на VLT ESO в Чили. Эти наблюдения выявили ключевые свойства звезды-компаньона, которые в сочетании с данными Gaia позволили астрономам точно измерить массу BH3.
Недостающее звено в формировании черной дыры
Ранее астрономы находили подобные массивные черные дыры за пределами нашей галактики, используя различные методы обнаружения. Они предположили, что эти черные дыры могут образоваться в результате коллапса звезд, в химическом составе которых очень мало элементов тяжелее водорода и гелия. Считается, что эти «бедные металлом» звезды теряют меньше массы за время своей жизни, оставляя после своей смерти больше материала для образования черных дыр большой массы. Однако доказательств, напрямую связывающих бедные металлами звезды с черными дырами большой массы, до сих пор не было.
Данные UVES показали, что звезда-компаньон BH3 очень бедна металлами, что указывает на то, что звезда, коллапсировавшая с образованием BH3, также была бедна металлами, как и предполагалось. Это открытие представляет собой недостающее звено в нашем понимании того, как формируются черные дыры большой массы.
Дальнейшие наблюдения этой системы могут рассказать больше о ее истории и самой черной дыре. Например, прибор GRAVITY на интерферометре VLT ESO может помочь астрономам определить, притягивает ли черная дыра материю из своего окружения, и лучше понять этот захватывающий объект.
ScienceBlog
