Astronomer har identifierat det mest massiva stjärnsvarta hålet i Vintergatans galax. Detta svarta hål upptäcktes i uppdragsdata Gaia av European Space Agency, eftersom det orsakar en konstig "vinglig" rörelse av den följeslagande stjärnan som kretsar runt den. Data från European Southern Observatorys Very Large Telescope (ESO:s VLT) och andra markbaserade observatorier användes för att verifiera massan av det svarta hålet, som visade sig vara 33 gånger solens massa.
Stjärniga svarta hål bildas genom kollapsen av massiva stjärnor, och de som tidigare upptäckts i Vintergatan är i genomsnitt cirka 10 gånger mer massiva än solen. Till och med det näst mest massiva stjärniga svarta hålet känt i vår galax, Cygnus X-1, når bara 21 solmassor, vilket gör denna nya observation av 33 solmassor exceptionell.
Det är anmärkningsvärt att detta svarta hål också är extremt nära oss - bara 2000 3 ljusår bort i stjärnbilden Aquila, det är det andra svarta hålet som är känt för att vara närmast jorden. Kallas Gaia BH3, eller BHXNUMX för kort, upptäcktes det när teamet granskade observationer av Gaia som förberedelse för en kommande datapublikation.
"Ingen förväntade sig att hitta ett massivt svart hål som lurar i närheten som ännu inte hade upptäckts", säger Gaia-projektets deltagare Pasquale Panuzzo, en astronom vid Paris Observatory, en del av Frankrikes National Centre for Scientific Research (CNRS). "Du kan göra en sådan upptäckt bara en gång i ditt forskningsliv."
För att bekräfta sin upptäckt använde Gaia-teamet data från markbaserade observatorier, inklusive Ultraviolet and Visible Emission Spectrograph (UVES) vid Europeiska rymdorganisationens VLT-observatorium i Chiles Atacamaöken. Dessa observationer avslöjade nyckelegenskaper hos följeslagningsstjärnan som, tillsammans med Gaia-data, gjorde det möjligt för astronomer att exakt mäta massan av BH3.
Astronomer har upptäckt liknande massiva svarta hål utanför vår galax (med en annan detektionsmetod) och har föreslagit att de kan bildas genom kollaps av stjärnor med väldigt få element som är tyngre än väte och helium i sin kemiska sammansättning. Dessa så kallade metallfattiga stjärnor tros förlora mindre massa under sin livstid och har därför mer material för att bilda massiva svarta hål efter att de dör. Men bevis som direkt skulle länka metallfattiga stjärnor med supermassiva svarta hål saknades fortfarande.
Stjärnorna i paret tenderar att ha liknande sammansättningar, vilket betyder att BH3-satelliten har viktiga ledtrådar om stjärnan som kollapsade för att bilda detta exceptionella svarta hål. UVES-data visade att satelliten var en mycket metallfattig stjärna, vilket tyder på att stjärnan som kollapsade för att bilda BH3 också var metallfattig – som förutspåtts.
"Vi har tagit det exceptionella steget att publicera detta papper baserat på preliminära data för den kommande Gaia-releasen på grund av upptäcktens unika natur", säger medförfattaren Elisabeth Caffau, som också är medlem i Gaia-projektet vid CNRS Observatorium i Paris. Tidig tillgång till data kommer att göra det möjligt för andra astronomer att börja studera det svarta hålet nu, utan att vänta på den fullständiga data releasen, planerad till slutet av 2025.
Ytterligare observationer av detta system kan avslöja mer om dess historia och om själva det svarta hålet. Till exempel kan GRAVITY-instrumentet på ESO:s VLT-interferometer hjälpa astronomer att ta reda på om detta svarta hål drar in materia från sin omgivning och bättre förstå detta fascinerande föremål.
Läs också: