У нашій галактиці знайдено наймасивнішу чорну діру зоряної маси

За 2 тисячі світлових років від нас причаїлася чорна діра зоряної маси, яка є наймасивнішою серед відомих чорних дір цього класу у Чумацькому Шляху.

Про відкриття розповідають в Європейській південній обсерваторії (ESO), передають OstanniPodii.com.

Цю чорну діру помітили в даних від космічного телескопа Gaia через те, що вона спричиняла дивний "хиткий" рух своєї зорі-компаньйона. Для вивірення маси чорної діри — яка виявилася у 33 рази більшою за масу Сонця — астрономи використали дані з Дуже великого телескопа (VLT) та інших наземних обсерваторій.

Чорні діри зоряних мас утворюються у результаті колапсу масивних зір, і ті, що раніше були виявлені в Чумацькому Шляху, у середньому приблизно вдесятеро масивніші за Сонце. Навіть наступна за масивністю чорна діра зоряної маси, серед відомих у нашій галактиці, "Лебідь X-1", досягає лише 21 маси Сонця, що робить це виявлення винятковим. (Примітка: знайдена чорна діра лише дуже масивна для свого класу, але не наймасивніша серед чорних дір; наймасивніша у нашій галактиці — Стрілець A*, надмасивна чорна діра в центрі Чумацького Шляху, яка має приблизно чотири мільйони сонячних мас.)

Прикметно, що знайдена чорна діра також надзвичайно близька до нас — лише на відстані 2000 світлових років у сузір'ї Орел. Після "Єдинорога" за 1500 світлових років від Землі, вона є другою найближчою чорною дірою серед відомих.

Виявлену чорну діру назвали Gaia BH3, або скорочено BH3, і вона була знайдена, коли команда переглядала спостереження Gaia у підготовці до майбутньої публікації даних. “Ніхто не очікував знайти чорну діру великої маси, яка причаїлася неподалік і досі не була виявлена”, - каже учасник проєкту Gaia Паскуале Пануццо, астроном з Національного центру наукових досліджень (CNRS) при Паризькій обсерваторії у Франції. “Таке відкриття можна зробити лише один раз у своєму дослідницькому житті”, - зазначив він.

Для підтвердження свого відкриття, співробітники Gaia використовували дані наземних обсерваторій, в тому числі від інструменту "Ультрафіолетовий і візуальний ешелонований спектрограф" (UVES) в обсерваторії VLT, розташованій 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 за масою чорні діри за межами нашої галактики (використовуючи інший метод виявлення) та припустили, що вони можуть утворюватися внаслідок колапсу зір, у хімічному складі яких дуже мало елементів, важчих за водень і гелій. Вважається, що ці так звані бідні на метали зорі втрачають меншу масу протягом свого життя, а отже, мають більше матеріалу для утворення чорних дір високої маси після їхньої смерті. Але доказів, які б безпосередньо пов'язували бідні на метал зорі з чорними дірами великої маси, досі бракувало.

Як правило, зорі в парі мають схожий склад, а це означає, що компаньйон BH3 містить важливі підказки про зорю, яка колапсувала та утворила цю виняткову чорну діру. Дані UVES показують, що компаньйон — дуже бідна на метали зоря, що вказує на те, що зоря, яка колапсувала та утворила BH3, також була бідною на метали — як і передбачалося.

Дослідження, проведене під керівництвом Пануццо, було опубліковано в журналі Astronomy & Astrophysics. “Ми пішли на винятковий крок, опублікувавши цю статтю, що ґрунтується на попередніх даних майбутнього релізу Gaia, через унікальний характер відкриття”, - говорить співавторка Елізабетта Каффау, також учасниця співпраці з Gaia і науковиця CNRS з Паризької обсерваторії. Ранній доступ до даних дозволить іншим астрономам почати вивчати цю чорну діру вже зараз, не чекаючи повної публікації даних, запланованої на кінець 2025 року.

Як зазначають в ESO, подальші спостереження за цією системою можуть надати більше інформації про її історію та про саму чорну діру. Зокрема, інструмент GRAVITY на інтерферометрі VLT може допомогти астрономам з'ясувати, чи втягує ця чорна діра матерію зі свого оточення, і краще зрозуміти цей захопливий об'єкт.