Рекордная звездная черная дыра обнаружена недалеко от Земли

Всего в 1924 световых годах от Солнечной системы, в созвездии Орла, астрономы только что обнаружили черную дыру. И это не просто черная дыра. Названный Gaia BH3 или BH3, этот объект представляет собой самую массивную черную дыру звездной массы, которую мы когда-либо замечали в Млечном Пути, ее масса в 33 раза превышает массу Солнца. Исследование опубликовано в журнале Astronomy & Astrophysicals.

"Это вторая по близости черная дыра, которую мы нашли к нашему родному миру, и она просто тихо тусуется в космосе, занимаясь своими собственными делами, связанными с черной дырой. Единственная причина, по которой мы знаем, что она существует, заключается в том, что она находится на двойной орбите со звездой-компаньоном, движение которой нельзя объяснить каким-либо другим способом" - написали исследователи.

Чтобы внести ясность, BH3 не представляет абсолютно никакой угрозы. Гравитационное поле черной дыры не сильнее, чем у звезды эквивалентной массы, и BH3 просто делает свое дело. Но поскольку в данных Гайи обнаружена третья спящая черная дыра, возникает вопрос о том, сколько еще этих зверей существует, летающих вокруг незамеченными.

«Никто не ожидал обнаружить скрывающуюся неподалеку черную дыру большой массы, до сих пор не обнаруженную», — говорит астроном Паскуале Пануццо из Национального центра научных исследований (CNRS) во Франции, член коллаборации Gaia и первый автор статьи. описывающая объект. «Такое открытие вы делаете один раз в своей исследовательской жизни».

Черные дыры в целом делятся на разные категории по массе. Есть сверхмассивные, которые могут быть в миллионы или миллиарды раз больше массы Солнца; обычно они находятся в центрах галактик, и мы не знаем, как они формируются.

Меньшие звезды звездной массы образуются в результате коллапса звездных ядер, когда массивные звезды становятся сверхновыми. Их масса может быть примерно в 65 раз больше массы Солнца ( хотя в результате слияния могут образовываться и более крупные звезды ).

По оценкам, количество черных дыр звездной массы в Млечном Пути достигает 100 миллионов , но их не очень легко обнаружить, поскольку черные дыры, как известно, не излучают никакого света.

Иногда мы можем заметить вспышку одной из звезд, если она поглощает некоторое количество материала из проходящей или двойной звезды-компаньона, поскольку этот процесс генерирует много тепла. В противном случае они просто будут спящими и невидимыми. Пока мы нашли только около 20 кандидатов и еще несколько кандидатов.

Есть несколько способов обнаружить спящие черные дыры звездной массы, и один из них касается не самой черной дыры, а любых звезд на орбитах-компаньонах, достаточно близких, чтобы быть гравитационно связанными с черной дырой, но недостаточно близких, чтобы их поглотить. Эти звезды будут странным образом перемещаться в космосе, описывая орбиту чего-то, чего мы не видим.

Именно здесь на помощь приходит Gaia. Космический корабль, разделяющий орбиту Земли вокруг Солнца, Gaia работает с 2013 года. Он отображает трехмерное положение и движение звезд в Млечном Пути с высочайшей точностью. Чем больше времени он проводит, глядя на звезды, тем точнее становятся его измерения.

Четвертый выпуск данных Gaia ожидается не ранее конца 2025 года, но открытие BH3, когда астрономы проверяли данные, было слишком захватывающим, чтобы на нем можно было останавливаться.

«Мы пошли на исключительный шаг, опубликовав эту статью на основе предварительных данных перед предстоящим выпуском Gaia из-за уникальной природы открытия», — говорит астроном Элизабетта Каффау из CNRS.

Что мы знаем об этой системе, так это то, что два объекта разделены расстоянием, примерно в 16 раз превышающим расстояние между Землей и Солнцем, и вращаются вокруг друг друга каждые 11,6 лет. Черная дыра имеет массу около 32,7 солнечных масс.

Звезда, напротив, небольшая: ее масса составляет всего 76 процентов массы Солнца, но почти в пять раз больше ее размера. Он очень беден тяжелыми элементами, а это означает, что он должен быть очень старым, поскольку звезды не включали эти элементы в свое формирование до тех пор, пока предыдущие поколения звезд не произвели их и не распылили во Вселенную.

Звезда также не демонстрирует никаких признаков загрязнения материалом, который предшественник черной дыры, должно быть, выбросил, когда стал сверхновой, что позволяет предположить, что они сошлись в своем орбитальном танце после того, как черная дыра уже сформировалась.

Звезды с ядрами, достаточно большими, чтобы образовать черную дыру, масса которой почти в 33 раза превышает массу Солнца, объяснить сложно. Однако модели предполагают, что этого можно достичь, если бы массивная звезда-предшественник также имела низкую металличность.

Будем надеяться, что это открытие станет намеком на то, что нас ждет впереди. Исследователи ожидают, что после четвертого выпуска данных Gaia они найдут еще больше черных дыр.

Фото: ESO/Л. Кальсада