Zdjęcie w tle: ESO/M. Kornmesser
Astronomowie zidentyfikowali najbardziej masywną gwiezdną czarną dziurę odkrytą do tej pory w Drogi Mlecznej. Czarna dziura została dostrzeżona, ponieważ narzuca dziwny ruch gwieździe krążącej wokół niej. Dane z Very Large Telescope Europejskiego Obserwatorium Południowego i innych naziemnych obserwatoriów zostały wykorzystane do weryfikacji masy czarnej dziury, która wynosi 33 razy więcej niż masa Słońca.
Gwiezdne czarne dziury powstają w wyniku zapadania się masywnych gwiazd, a te wcześniej zidentyfikowane w Drodze Mlecznej są średnio około 10 razy masywniejsze od Słońca. Nawet kolejna najbardziej masywna gwiezdna czarna dziura znana w naszej galaktyce, Cygnus X-1, osiąga jedynie 21 mas Słońca.
Grafika porównuje obok siebie trzy gwiezdne czarne dziury w naszej galaktyce: Gaia BH1, Cygnus X-1 i Gaia BH3, których masy są odpowiednio 10, 21 i 33 razy większe od masy Słońca. Promienie czarnych dziur są wprost proporcjonalne do ich mas, ale należy pamiętać, że same czarne dziury nie zostały bezpośrednio zobrazowane.
Co ciekawe, ta czarna dziura znajduje się niezwykle blisko nas – w odległości zaledwie 2000 lat świetlnych w gwiazdozbiorze Orła, jest drugą najbliżej Ziemi znaną czarną dziurą. Nazwana została Gaia BH3 lub w skrócie BH3 i została znaleziona, gdy zespół przeglądał obserwacje Gaia w ramach przygotowań do nadchodzącej publikacji danych.
Aby potwierdzić swoje odkrycie, współpraca Gaia wykorzystała dane z naziemnych obserwatoriów, w tym z instrumentu Ultraviolet and Visual Echelle Spectrograph (UVES) na ESO VLT, znajdującego się na pustyni Atacama w Chile. Obserwacje te ujawniły kluczowe właściwości gwiazdy towarzyszącej, co w połączeniu z danymi z programu Gaia pozwoliło astronomom precyzyjnie zmierzyć masę BH3.
Astronomowie znaleźli podobnie masywne czarne dziury poza naszą galaktyką (przy użyciu innej metody detekcji) i wysnuli teorię, że mogą one powstawać w wyniku zapadania się gwiazd zawierających w swoim składzie bardzo niewiele pierwiastków cięższych niż wodór i hel. Uważa się, że te tak zwane gwiazdy ubogie w metale tracą mniej masy w ciągu swojego życia, a zatem po ich śmierci pozostaje więcej materiału do wytworzenia czarnych dziur o dużej masie. Do tej pory brakowało jednak dowodów bezpośrednio łączących gwiazdy ubogie w metale z czarnymi dziurami o dużej masie.
Gwiazdy w parach mają zwykle podobny skład, co oznacza, że towarzysz BH3 zawiera ważne wskazówki na temat gwiazdy, która zapadła się, tworząc tę wyjątkową czarną dziurę. Dane UVES wykazały, że towarzysz był gwiazdą bardzo ubogą w metale, co wskazuje, że gwiazda, która zapadła się, tworząc BH3, również była w nie uboga – tak jak przewidywano.
Badanie prowadzone przez Pasquale Panuzzo zostało dziś opublikowane w Astronomy & Astrophysics.
