В нашей галактике найдена самая массивная черная дыра звездной массы

За 2 тысячи световых лет от нас притаилась черная дыра звездной массы, которая является самой массивной среди известных черных дыр этого класса в Млечном Пути.

Об открытии рассказывают в Европейской южной обсерватории (ESO), передают OstanniPodii.com.

Эту черную дыру заметили в данных от космического телескопа Gaia из-за того, что она вызывала странное "шаткое" движение своей звезды-компаньона. Для выверки массы черной дыры — которая оказалась в 33 раза больше массы Солнца — астрономы использовали данные с Очень большого телескопа (VLT) и других наземных обсерваторий.

Черные дыры звездных масс образуются в результате коллапса массивных звезд, и те, что ранее были обнаружены в Млечном Пути, в среднем примерно в десять раз массивнее Солнца. Даже следующая по массивности черная дыра звездной массы, среди известных в нашей галактике, "Лебедь X-1", достигает лишь 21 массы Солнца, что делает это обнаружение исключительным. (Примечание: найденная черная дыра только очень массивная для своего класса, но не самая массивная среди черных дыр; самая массивная в нашей галактике — Стрелец A*, сверхмассивная черная дыра в центре Млечного Пути, которая имеет примерно четыре миллиона солнечных масс.)

Примечательно, что найденная черная дыра также чрезвычайно близка к нам — всего на расстоянии 2000 световых лет в созвездии Орел. После "Единорога" за 1500 световых лет от Земли, она является второй ближайшей черной дырой среди известных.

Обнаруженную черную дыру назвали Gaia BH3, или сокращенно BH3, и она была найдена, когда команда просматривала наблюдения Gaia в подготовке к будущей публикации данных. «Никто не ожидал найти черную дыру большой массы, которая притаилась неподалеку и до сих пор не была обнаружена», - говорит участник проекта Gaia Паскуале Пануццо, астроном из Национального центра научных исследований (CNRS) при Парижской обсерватории во Франции. «Такое открытие можно сделать только один раз в своей исследовательской жизни», - отметил он.

Для подтверждения своего открытия, сотрудники Gaia использовали данные наземных обсерваторий, в том числе от инструмента "Ультрафиолетовый и визуальный эшелонированный спектрограф" (UVES) в обсерватории VLT, расположенной в чилийской пустыне Атакама. Эти наблюдения выявили ключевые свойства звезды-компаньона, которые вместе с данными Gaia позволили астрономам точно измерить массу BH3.

Астрономы обнаружили подобные по массе черные дыры за пределами нашей галактики (используя другой метод обнаружения) и предположили, что они могут образовываться в результате коллапса звезд, в химическом составе которых очень мало элементов тяжелее водорода и гелия. Считается, что эти так называемые бедные металлами звезды теряют меньшую массу в течение своей жизни, а следовательно, имеют больше материала для образования черных дыр высокой массы после их смерти. Но доказательств, которые бы непосредственно связывали бедные металлом звезды с черными дырами большой массы, до сих пор не хватало.

Как правило, звезды в паре имеют похожий состав, а это означает, что компаньон BH3 содержит важные подсказки о звезде, которая коллапсировала и образовала эту исключительную черную дыру. Данные UVES показывают, что компаньон — очень бедная металлами звезда, что указывает на то, что звезда, которая коллапсировала и образовала BH3, также была бедной металлами — как и предполагалось.

Исследование, проведенное под руководством Пануццо, было опубликовано в журнале Astronomy & Astrophysics. «Мы пошли на исключительный шаг, опубликовав эту статью, основанную на предварительных данных будущего релиза Gaia, из-за уникального характера открытия», - говорит соавтор Элизабетта Каффау, также участница сотрудничества с Gaia и ученый CNRS из Парижской обсерватории. Ранний доступ к данным позволит другим астрономам начать изучать эту черную дыру уже сейчас, не дожидаясь полной публикации данных, запланированной на конец 2025 года.

Как отмечают в ESO, дальнейшие наблюдения за этой системой могут предоставить больше информации о ее истории и о самой черной дыре. В частности, инструмент GRAVITY на интерферометре VLT может помочь астрономам выяснить, втягивает ли эта черная дыра материю из своего окружения, и лучше понять этот увлекательный объект.