Det mest massive sorte hul i vores galakse fundet

Astronomer har identificeret det mest massive stjernehul, der endnu er opdaget i Mælkevejsgalaksen. Dette sorte hul blev opdaget i data fra Den Europæiske Rumorganisations Gaia-mission, fordi det pålægger den ledsagende stjerne, der kredser om det, en mærkelig 'slingrende' bevægelse. Data fra European Southern Observatory's Very Large Telescope (ESO's VLT) og andre jordbaserede observatorier blev brugt til at verificere massen af ​​det sorte hul, hvilket satte den på imponerende 33 gange solens.

Stjerneformede sorte huller dannes ved sammenbrud af massive stjerner, og dem, der tidligere blev identificeret i Mælkevejen, er i gennemsnit omkring 10 gange så massive som solen. Selv det næstmest massive sorte hul, der er kendt i vores galakse, Cygnus X-1, når kun 21 solmasser, hvilket gør denne nye observation af 33 solmasser enestående.

Bemærkelsesværdigt er dette sorte hul også ekstremt tæt på os - kun 2.000 lysår væk i stjernebilledet Aquila er det det næstnærmeste kendte sorte hul til Jorden. Kaldet Gaia BH3 eller BH3 for kort, blev det fundet, mens holdet gennemgik Gaia-observationer som forberedelse til en kommende dataudgivelse.

"Ingen havde forventet at finde et sort hul med høj masse på lur i nærheden, uopdaget indtil videre," siger Gaia-samarbejdsmedlem Pasquale Panuzzo, en astronom ved Observatoire de Paris, en del af Frankrigs Nationale Center for Videnskabelig Forskning (CNRS). "Det er den slags opdagelse, du gør en gang i dit forskningsliv."

For at bekræfte deres opdagelse brugte Gaia-samarbejdet data fra jordbaserede observatorier, herunder fra Ultraviolet and Visual Echelle Spectrograph (UVES) instrumentet på ESO's VLT, der ligger i Chiles Atacama-ørken. Disse observationer afslørede nøgleegenskaber ved ledsagerstjernen, som sammen med Gaia-data gjorde det muligt for astronomer at måle massen af ​​BH3 præcist.

Astronomer har fundet lignende massive sorte huller uden for vores galakse (ved at bruge en anden detektionsmetode) og har teoretiseret, at de kan dannes ved sammenbrud af stjerner med meget få grundstoffer, der er tungere end brint og helium i deres kemiske sammensætning. Disse såkaldt metalfattige stjerner menes at tabe mindre masse i løbet af deres levetid og har derfor mere materiale tilovers til at producere sorte huller med høj masse efter deres død. Men beviser, der direkte forbinder metalfattige stjerner med sorte huller med høj masse, har indtil nu manglet.

Stjerner i par har en tendens til at have lignende sammensætning, hvilket betyder, at BH3's ledsager har vigtige spor om stjernen, der kollapsede for at danne dette exceptionelle sorte hul. UVES-data viste, at ledsageren var en meget metalfattig stjerne, hvilket indikerer, at stjernen, der kollapsede og dannede BH3, også var metalfattig – præcis som forudsagt.

Forskningen, ledet af Panuzzo og med titlen "Opdagelse af et dormant 33 solar-masse sort hul i pre-release Gaia astrometry" er offentliggjort i Astronomy &Astrophysics .

"Vi tog det ekstraordinære skridt at udgive dette papir baseret på foreløbige data forud for den kommende Gaia-udgivelse på grund af opdagelsens unikke karakter," siger medforfatter Elisabetta Caffau, også medlem af Gaia-samarbejdet fra CNRS Observatoire de Paris. Ved at gøre dataene tilgængelige tidligt vil andre astronomer begynde at studere dette sorte hul lige nu uden at vente på den fulde dataudgivelse, som tidligst er planlagt til slutningen af ​​2025.

Yderligere observationer af dette system kunne afsløre mere om dets historie og om selve det sorte hul. GRAVITY-instrumentet på ESO's VLT Interferometer kunne for eksempel hjælpe astronomer med at finde ud af, om dette sorte hul trækker stof ind fra omgivelserne og bedre forstå dette spændende objekt.

Flere oplysninger: Opdagelse af et sovende sort hul på 33 solmasser i Gaia-astrometri før udgivelsen. Astronomi og astrofysik , 2024. aanda.org/10.1051/0004-6361/202449763

Journaloplysninger: Astronomi og astrofysik

Leveret af ESO