Астрономи ідентифікували наймасивнішу зоряну чорну діру в галактиці Чумацький Шлях. Цю чорну діру було помічено в даних місії Gaia Європейського космічного агентства, оскільки вона спричиняє дивний “хиткий” рух зірки-компаньйона, що обертається навколо неї. Дані з Дуже великого телескопа Європейської південної обсерваторії (ESO’s VLT) та інших наземних обсерваторій були використані для перевірки маси чорної діри, яка виявилася в 33 рази більшою за масу Сонця.
Зоряні чорні діри утворюються в результаті колапсу масивних зірок, і ті, що раніше були виявлені в Чумацькому Шляху, в середньому приблизно в 10 разів масивніші за Сонце. Навіть наступна за масою зоряна чорна діра, відома в нашій галактиці, Cygnus X-1, досягає лише 21 маси Сонця, що робить це нове спостереження 33-сонячної маси винятковим.
Примітно, що ця чорна діра також надзвичайно близька до нас – лише на відстані 2000 світлових років від нас у сузір’ї Аквіла вона є другою найближчою до Землі чорною дірою з відомих. Її назвали Gaia BH3 або скорочено BH3, і вона була знайдена, коли команда переглядала спостереження Gaia, готуючись до майбутньої публікації даних.
“Ніхто не очікував знайти чорну діру великої маси, що причаїлася неподалік і досі не була виявлена”, – каже учасник проєкту Gaia Паскуале Пануццо, астроном з Паризької обсерваторії, що входить до складу Національного центру наукових досліджень Франції (CNRS). “Таке відкриття можна зробити лише один раз у своєму дослідницькому житті”.
Щоб підтвердити своє відкриття, учасники проєкту Gaia використовували дані наземних обсерваторій, зокрема спектрографа ультрафіолетового та візуального випромінювання (UVES), розташованого на обсерваторії VLT Європейського космічного агентства, що знаходиться в чилійській пустелі Атакама. Ці спостереження виявили ключові властивості зорі-компаньйона, які разом з даними Gaia дозволили астрономам точно виміряти масу BH3.
Астрономи виявили подібні масивні чорні діри за межами нашої галактики (використовуючи інший метод виявлення) і припустили, що вони можуть утворюватися внаслідок колапсу зірок, у хімічному складі яких дуже мало елементів, важчих за водень і гелій. Вважається, що ці так звані бідні на метали зорі втрачають менше маси протягом свого життя, а отже, мають більше матеріалу для утворення чорних дір великої маси після їхньої смерті. Але доказів, які б безпосередньо пов’язували бідні на метал зорі з надмасивними чорними дірами, досі бракувало.
Зірки в парі, як правило, мають схожий склад, а це означає, що супутник BH3 містить важливі підказки про зорю, яка колапсувала та утворила цю виняткову чорну діру. Дані UVES показали, що супутник був дуже бідною на метали зіркою, що вказує на те, що зоря, яка колапсувала, утворивши BH3, також була бідною на метали – як і передбачалося.
“Ми зробили винятковий крок, опублікувавши цю статтю на основі попередніх даних до майбутнього релізу Gaia через унікальний характер відкриття, – каже співавтор статті Елізабетта Каффау, яка також є учасницею проєкту Gaia з Паризької обсерваторії CNRS. Ранній доступ до даних дозволить іншим астрономам почати вивчати цю чорну діру вже зараз, не чекаючи повної публікації даних, запланованої на кінець 2025 року.
Подальші спостереження за цією системою можуть розкрити більше про її історію та про саму чорну діру. Наприклад, інструмент GRAVITY на інтерферометрі VLT ESO може допомогти астрономам з’ясувати, чи втягує ця чорна діра матерію зі свого оточення, і краще зрозуміти цей захоплюючий об’єкт.
Читайте також: