Звездные черные дыры образуются в результате коллапса массивных звезд, и те, что были ранее обнаружены в Млечном Пути, в среднем примерно в 10 раз массивнее Солнца. Даже следующая по массе звездная черная дыра, известная в нашей галактике, Cygnus X-1, достигает лишь 21 солнечной массы, что делает новое наблюдение 33-солнечной массы исключительным, сообщает Европейская южная обсерватория.
Примечательно, что эта черная дыра также находится очень близко к нам – на расстоянии всего 2000 световых лет в созвездии Аквилы, она является второй по близости к Земле из известных черных дыр. Найденный объект, получивший название Gaia BH3 или сокращенно BH3, был обнаружен во время анализа наблюдений Gaia в рамках подготовки к предстоящему выпуску данных. «Никто не ожидал, что поблизости будет скрываться черная дыра большой массы, до сих пор не обнаруженная. Такое открытие можно сделать один раз за всю свою научную жизнь», – говорит член коллаборации Gaia Паскуале Пануццо, астроном из Парижской обсерватории Национального центра научных исследований Франции (CNRS).
Для подтверждения своего находки команда Gaia использовала данные наземных обсерваторий, в том числе ультрафиолетового и визуального эшелонированного спектрографа (UVES) на приборе ESO VLT, расположенном в чилийской пустыне Атакама. Наблюдения выявили ключевые свойства звезды-компаньона, которые вместе с данными Gaia позволили точно измерить массу BH3.
Астрономы обнаружили столь же массивные черные дыры за пределами нашей галактики и предположили, что они могут образовываться в результате коллапса звезд, в химическом составе которых очень мало элементов тяжелее водорода и гелия. Считается, что эти бедные металлами звезды теряют меньше массы за время своей жизни и, следовательно, у них остается больше материала для образования черных дыр большой массы после смерти. Однако до сих пор отсутствовали доказательства, напрямую связывающие бедные металлами звезды с черными дырами большой массы.
Звезды в парах, как правило, имеют схожий состав, а это значит, что компаньон BH3 содержит важные сведения о звезде, которая разрушилась и образовала эту исключительную черную дыру. Данные UVES показали, что компаньон был очень бедной металлами звездой, что указывает на то, что звезда, которая разрушилась с образованием BH3, также была бедной металлами – как и предсказывалось.
Исследование, проведенное под руководством Пануццо, опубликовано в журнале Astronomy & Astrophysics. «Мы пошли на исключительный шаг и опубликовали эту работу, основанную на предварительных данных, раньше предстоящего релиза Gaia из-за уникального характера открытия. Раннее предоставление данных позволит другим астрономам начать изучение этой черной дыры прямо сейчас, не дожидаясь выхода полной версии данных, запланированного не ранее конца 2025 года», – говорит соавтор Элизабетта Каффау, также член коллаборации Gaia из Парижской обсерватории CNRS.
Дальнейшие наблюдения за этой системой позволят узнать больше о ее истории и о самой черной дыре. Например, инструмент GRAVITY на интерферометре ESO VLT поможет астрономам выяснить, втягивает ли эта черная дыра материю из своего окружения.
[Фото: ESO/L. Calçada]