Наука та технології Космос

Рекордна зоряна чорна діра виявлена недалеко від Землі

23:45 18 кві 2024.  329 Читайте на: УКР РУС

Її маса у 33 рази перевищує масу Сонця.

Загалом у 1924 світлових роках від Сонячної системи, у сузір'ї Орла, астрономи щойно виявили чорну дірку. І це не просто чорна дірка. Названий Gaia BH3 або BH3, цей об'єкт є наймасивнішою чорною діркою зоряної маси, яку ми коли-небудь помічали в Чумацькому Шляху, її маса в 33 рази перевищує масу Сонця. Дослідження опубліковано в журналі Astronomy & Astrophysicals.

"Це друга поблизу чорна діра, яку ми знайшли до нашого рідного світу, і вона просто тихо тусується в космосі, займаючись своїми власними справами, пов'язаними з чорною дірою. Єдина причина, через яку ми знаємо, що вона існує, полягає в тому, що вона знаходиться на подвійній орбіті із зіркою-компаньйоном, рух якої не можна пояснити будь-яким іншим способом" - написали дослідники.

Щоб внести ясність, BH3 не становить жодної загрози. Гравітаційне поле чорної діри не сильніше, ніж у зірки еквівалентної маси, і BH3 просто робить свою справу. Але оскільки в даних Гайї виявлено третю сплячу чорну дірку, виникає питання про те, скільки ще цих звірів існує, що літають навколо непоміченими.

BH3 порівняно з найближчою (ліворуч) та другою за масивністю (середньою) зірковими чорними дірками в Чумацькому Шляху. ( ESO/М. Корнмессер )

«Ніхто не очікував виявити чорну діру великої маси, що приховується неподалік, досі не виявлену», — каже астроном Паскуале Пануццо з Національного центру наукових досліджень (CNRS) у Франції, член колаборації Gaia і перший автор статті. описує об'єкт. «Таке відкриття ви робите один раз у своєму дослідницькому житті».

Чорні дірки загалом поділяються на різні категорії по масі. Є надмасивні, які можуть бути в мільйони або мільярди разів більшими за масу Сонця; зазвичай, вони знаходяться в центрах галактик, і ми не знаємо, як вони формуються.

Найменші зірки зіркової маси утворюються в результаті колапсу зіркових ядер, коли масивні зірки стають надновими. Їх маса може бути приблизно в 65 разів більша за масу Сонця (хоча в результаті злиття можуть утворюватися і більші зірки).

За оцінками, кількість чорних дірок зоряної маси в Чумацькому Шляху досягає 100 мільйонів, але їх не дуже легко виявити, оскільки чорні дірки, як відомо, не випромінюють жодного світла.

Іноді ми можемо помітити спалах однієї із зірок, якщо він поглинає деяку кількість матеріалу з проходить або подвійної зірки-компаньйону, оскільки цей процес генерує багато тепла. Інакше вони просто будуть сплячими та невидимими. Поки що ми знайшли лише близько 20 кандидатів та ще кілька кандидатів.

Є кілька способів виявити сплячі чорні діри зоряної маси, і один із них стосується не самої чорної дірки, а будь-яких зірок на орбітах-компаньйонах, досить близьких, щоб бути гравітаційно пов'язаними з чорною діркою, але недостатньо близьких, щоб їх поглинути. Ці зірки дивним чином переміщатимуться в космосі, описуючи орбіту чогось, чого ми не бачимо.

Саме тут на допомогу приходить Gaia. Космічний корабель, що розділяє орбіту Землі навколо Сонця, Gaia працює з 2013 року. Він відображає тривимірне становище та рух зірок у Чумацькому Шляху з найвищою точністю. Чим більше часу він проводить, дивлячись на зірки, тим точніше стають його виміри.

Четвертий випуск даних Gaia очікується не раніше кінця 2025 року, але відкриття BH3, коли астрономи перевіряли дані було занадто захоплюючим, щоб на ньому можна було зупинятися.

"Ми пішли на винятковий крок, опублікувавши цю статтю на основі попередніх даних перед майбутнім випуском Gaia через унікальну природу відкриття", - говорить астроном Елізабетта Каффау з CNRS.

Враження художника про систему BH3. ( ESO/Л. Кальсада )

Що ми знаємо про цю систему, так це те, що два об'єкти розділені відстанню, що приблизно в 16 разів перевищує відстань між Землею і Сонцем, і обертаються навколо один одного кожні 11,6 років. Чорна діра має масу близько 32,7 сонячних мас.

Зірка, навпаки, невелика: її маса складає всього 76 відсотків маси Сонця, але майже в п'ять разів більша за її розмір. Він дуже бідний важкими елементами, а це означає, що він має бути дуже старим, оскільки зірки не включали ці елементи у своє формування доти, доки попередні покоління зірок не виробили їх і не розпорошили у Всесвіт.

Зірка також не демонструє жодних ознак забруднення матеріалом, який попередник чорної дірки, мабуть, викинув, коли став надновим, що дозволяє припустити, що вони зійшлися у своєму орбітальному танці після того, як чорна діра вже сформувалася.

Зірки з ядрами досить великими, щоб утворити чорну дірку, маса якої майже в 33 рази перевищує масу Сонця, пояснити складно. Однак моделі припускають, що цього можна досягти, якби масивна зірка-попередник також мала низьку металевість.

Сподіватимемося, що це відкриття стане натяком на те, що на нас чекає попереду. Дослідники очікують, що після четвертого випуску даних Gaia вони знайдуть ще більше чорних дірок.

Фото: ESO/Л. Кальсада

Новини