Астрономи виявили в нашій галактиці нову рекордну зоряну чорну діру

У порівнянні з монстром у серці нашого Чумацького Шляху, знайдена чорна діра крихітна, але у своєму класі, серед чорних дір зоряних мас, вона тривожно велика.

Нещодавно виявлена чорна діра має масу, що в 33 рази перевищує масу нашого Сонця. Це більше попереднього рекорду для чорних дір зоряних мас (або, їх ще називають зоряними чорними дірами) у нашій галактиці, який становив близько 20 сонячних мас. Також відкриття допомогло підтвердити теорії про те, як міг утворитися об'єкт такої маси, розповідають OstanniPodii.com.

Найбільші зорі закінчують своє життя вибухом наднові з утворенням чорної діри. Ці чорні діри мають значно меншу масу, ніж зорі, з яких вони утворилися, оскільки багато матеріалу було скинуто протягом їхнього життя та під час вибуху наднової.

У нашій галактиці, звісно, має ховатися чимало таких чорних дір, яких просто дуже складно виявити. На щастя, значна частина зір, що вибухнули, за свого життя були частиною подвійних систем, а іноді навіть більших груп. Деякі компаньйони відкидаються силою наднової й блукають галактикою на самоті, але ті, що масивніші або віддаленіші, виживають та обертаються навколо чорної діри, сповіщаючи нас про її присутність.

Коли спостерігається регулярне коливання зір, це означає, що на них впливає гравітація якогось іншого об'єкта. Іноді це може бути тьмяніша зоря, яку ми не бачимо, або навіть планета, але у випадку з новим відкриттям це неможливо. Об'єкт, що змушує одну із зір робити 11,6-річне коло, має масу в тисячі разів більшу, ніж найбільша планета. Якби це була зоря, вона була б настільки яскравою, що ми могли б побачити її неозброєним оком.

Невидима маса такого розміру має бути чорною дірою — приблизно на 50 відсотків більшою, ніж “Лебідь X-1”, попередній найбільший відомий залишок такого вибуху в нашій галактиці.

Астрономи зробили відкриття шляхом аналізу даних космічного телескопа Gaia, який відстежує рухи зір з приголомшливою точністю. Це вже третій випадок, коли подібні пошуки призводять до подібних відкриттів, тому об'єкт отримав назву Gaia BH3. Окрім своєї величезної маси, Gaia BH3 знаходиться на відстані 2 000 світлових років у сузір'ї Орел — не зовсім по сусідству, та і є ще ближча серед виявлених чорних дір, на відстані 1500 світлових років.

“Ніхто не очікував знайти чорну діру великої маси, що причаїлася неподалік і досі не була виявлена”, - сказав Паскуале Пануццо з Паризької обсерваторії. “Таке відкриття можна зробити лише раз у житті дослідника”.

Після виявлення в даних спостережень Gaia, міжнародна команда астрономів використала Дуже великий телескоп (VLT) Європейської південної обсерваторії та ще кілька наземних обсерваторій, щоб підтвердити вимірювання та уточнити масу об’єкта.

Такі чорні діри не рідкість в інших галактиках. Астрономи припускають, що такі великі вони походять від дуже бідних на метали зір — тобто тих, що утворилися майже повністю з водню й гелію, елементів утворених під час Великого вибуху. Такі зорі мали потенціал бути набагато масивнішими, ніж ті, що існують у сучасному Всесвіті. Також вважається, що вони втрачають менше маси через зоряний вітер, зберігаючи її для утворення великих чорних дір.

Зорі у подвійних системах зазвичай мають подібний склад, за винятком рідкісних випадків, коли вони не формувалися разом, або дещо більш поширених, коли одна зоря з'їла планету, достатньо велику, щоб помітно збільшити вміст металів у ній.

Використовуючи Ультрафіолетовий та візуальний ешелонований спектрограф VLT, д-р Елізабетта Каффау та співавтори дослідження підтвердили, що компаньйон знайденої чорної діри справді дуже бідний на метали, що робить цілком імовірним, що зоря, яка стала Gaia BH3, була такою самою. Компаньйон — дуже стара зоря, як і слід було очікувати для такої бідної на метал, і, попри те, що її маса становить три чверті маси Сонця, вона почала процес перетворення на червоного гіганта.

Повний аналіз Gaia BH3 буде проведений щонайменше наприкінці 2025 року, коли підготують та оприлюднять дані спостережень Gaia, але команда, відповідальна за відкриття, хотіла дати шанс іншим астрономам поглянути на неї самостійно, максимізуючи можливості дізнатися більше.

Дослідження, що описує відкриття, опубліковане в журналі Astronomy and Astrophysics.