Астрономы обнаружили черную дыру с массой примерно в 33 раза большей, чем у нашего Солнца, самую большую из известных в Млечном Пути, не считая сверхмассивной черной дыры, скрывающейся в центре нашей галактики.
Недавно обнаруженная черная дыра расположена примерно в 2000 световых годах от Земли – относительно близко по космическим меркам – в созвездии Орла, и у нее есть звезда-компаньон, вращающаяся вокруг нее, сообщили исследователи во вторник. Световой год — это расстояние, которое свет проходит за год, 5,9 триллиона миль.
Черные дыры — чрезвычайно плотные объекты, гравитация которых настолько сильна, что даже свет не может покинуть их, что затрудняет их обнаружение. Этот объект был идентифицирован благодаря наблюдениям, проведенным в ходе миссии Гайя Европейского космического агентства, которая проводит огромную звездную перепись, поскольку она вызвала колебательное движение звезды-компаньона. Для проверки массы черной дыры были использованы данные расположенного в Чили Очень большого телескопа Европейской южной обсерватории и других наземных обсерваторий.
«Эта черная дыра не только очень массивна, она еще и очень своеобразна во многих аспектах. Это действительно то, чего мы никогда не ожидали увидеть», — сказал Паскуале Пануццо, инженер-исследователь французского исследовательского агентства CNRS, работающий в Парижской обсерватории и ведущий автор исследования, опубликованного в журнале «Астрономия и астрофизика».
Например, черная дыра под названием Gaia BH3 и ее спутник движутся внутри галактики в направлении, противоположном тому, как обычно вращаются звезды в Млечном Пути.
По словам исследователей, Gaia BH3, вероятно, образовалась после смерти звезды, которая была более чем в 40 раз массивнее Солнца.
Черные дыры, возникающие в результате коллапса одиночной звезды, называются звездными черными дырами. По словам астронома и соавтора исследования Цви Мазе из Тель-Авивского университета в Израиле, Gaia BH3 является крупнейшей из известных звездных черных дыр.
Звездные черные дыры затмевают размеры сверхмассивных черных дыр, населяющих центры большинства галактик. Одна из таких черных дыр под названием Стрелец А* или Стрелец А* расположена в центре Млечного Пути. Она имеет массу в 4 миллиона раз больше нашего Солнца и расположена примерно в 26 000 световых годах от Земли.
Звезда-прародительница Гайи BH3 почти полностью состояла из водорода и гелия. Звезды ранней Вселенной имели такой химический состав, известный как низкая металличность. Эта звезда сформировалась относительно рано в истории Вселенной — примерно через 2 миллиарда лет после Большого взрыва.
Когда эта звезда взорвалась в конце своего существования (так называемая сверхновая), она выбросила часть материала в космос, а остаток сильно сжался, образовав черную дыру.
Открытие Gaia BH3, по мнению Пануццо, подтверждает модели звездной эволюции, показывающие, что массивные звездные черные дыры могут быть созданы только звездой с низкой металличностью, такой как звезда-прародитель этой звезды.
Звезда-компаньон Гайи BH3, такая же старая, как и другая, имеет массу около 76% массы Солнца и немного холоднее, но примерно в 10 раз ярче. Он вращается вокруг черной дыры по эллиптической траектории на расстоянии, которое варьируется от примерно 4,5-кратного расстояния между Землей и Солнцем (мера, называемая астрономической единицей (а.е.)) и 29 а.е. Для сравнения: Юпитер вращается вокруг Солнца на расстоянии пяти а.е. от Солнца, а Нептун — на расстоянии около 30 а.е.
«Удивительным для меня результатом стал тот факт, что химический состав этой звезды-компаньона не показывает ничего особенного, поэтому на него не повлиял взрыв сверхновой черной дыры», — астроном Парижской обсерватории и соавтор исследования. — сказала Элизабетта Каффау.
Ученые не уверены, насколько большими могут быть звездные черные дыры.
«Максимальная масса звездной черной дыры является предметом активных научных дискуссий», — сказал Пануццо.
