Черная дыра, которая в 33 раза массивнее Солнца, обнаружена недалеко от Земли

Недалеко от Земли найдена еще одна черная дыра звездной массы. Она была обнаружена с помощью космического телескопа Gaia, который отслеживает движение миллионов звезд в нашей галактике.

Черные дыры звездной массы образуются, когда у большой звезды заканчивается топливо и она коллапсирует. Новое открытие является важной вехой: впервые вблизи Земли была обнаружена большая черная дыра такого происхождения.

Черная дыра звездной массы, получившая обозначение Gaia-BH3, в 33 раза массивнее нашего Солнца. Предыдущей самой массивной черной дырой этого класса, обнаруженной в Млечном Пути, была черная дыра в рентгеновской двойной системе в созвездии Лебедя (Cyg X-1), чья масса, по оценкам, примерно в 20 раз превышает массу Солнца. Средняя черная дыра звездной массы в Млечном Пути примерно в 10 раз массивнее Солнца.

Gaia-BH3 расположена всего в 2000 световых годах от Земли, что делает ее второй по близости черной дырой к нашей планете, когда-либо обнаруженной.

Ближайшая к Земле черная дыра — Gaia-BH1, находится на расстоянии 1560 световых лет от нас. Масса Gaia-BH1 примерно в 9,6 раз превышает массу Солнца, что делает ее значительно меньше этой недавно открытой черной дыры.

Конечно, Gaia-BH3 — небольшая по сравнению со сверхмассивной черной дырой, которая расположена в сердце Млечного Пути, и называется Стрелец А* (Sgr A*). Ее масса в 4,2 миллиона раз превышает массу Солнца. Сверхмассивные черные дыры, такие как Sgr A*, возникают не в результате коллапса звезд, а скорее слиянием все более и более крупных черных дыр.

Астрономы обнаружили черную дыру Gaia-BH3, когда нацелились на звезду в созвездии Орла, расположенную на расстоянии 1926 световых лет от Земли. При наблюдениях они обнаружили колебание звезды. Это колебание предполагает, что звезда находится в орбитальном движении со спящей черной дырой исключительно большой массы. Их разделяет расстояние, которое варьируется от расстояния между Солнцем и Нептуном в самой дальней точке и между Солнцем и Юпитером в самой ближней точке.

Звезда в этой системе представляет собой субгиганта, который примерно в пять раз больше Солнца и в 15 раз ярче его, хотя она холоднее и менее плотна, чем Солнце. Звезда-компаньон в основном состоит из водорода и гелия, двух самых легких элементов во Вселенной, без более тяжелых элементов, которые астрономы обычно называют «металлами».

Тот факт, что эта звезда «бедна металлом», предполагает, что звезда, которая разрушилась и умерла, чтобы создать Gaia-BH3, также не имела более тяжелых элементов. Ожидается, что звезды с низким содержанием металлов в течение своей жизни потеряют больше массы, чем их более богатые металлами аналоги, поэтому ученые задаются вопросом, смогут ли они поддерживать достаточную массу для рождения черных дыр. Gaia-BH3 представляет собой первый намек на то, что звезды с низким содержанием металлов действительно могут это делать.

Исследование было опубликовано в журнале Astronomy & Astrophysicals.