Poblíž nalezena nejhmotnější hvězdná černá díra v naší Galaxii

Astronomové identifikovali dosud nejhmotnější hvězdnou černou díru objevenou v naší Galaxii. Tato černá díra byla nalezena v datech z mise Gaia Evropské vesmírné agentury, protože vyvolává zvláštní „kolísavý“ pohyb doprovodné hvězdy, která kolem ní obíhá. K ověření hmotnosti černé díry byla použita data z velmi velkého dalekohledu Evropské jižní observatoře (ESO's VLT) a dalších pozemních observatoří. Hmotnost černé díry je 33krát větší než hmotnost Slunce.

Hvězdné černé díry vznikají kolapsem hmotných hvězd a ty, které byly dříve identifikovány v Mléčné dráze, jsou v průměru asi 10krát hmotnější než Slunce. Dokonce i další nejhmotnější hvězdná černá díra známá v naší Galaxii, Cygnus X-1, dosahuje pouze 21 slunečních hmotností, díky čemuž je toto nové pozorování černé díry o 33 slunečních hmotnostech výjimečné.

Je pozoruhodné, že tato černá díra je také extrémně blízko nás – ve vzdálenosti pouhých 2 000 světelných let v souhvězdí Orla je to druhá nejbližší známá černá díra vzhledem k Zemi. Nazvaná Gaia BH3 nebo zkráceně BH3 byla nalezena, když tým zkoumal výsledky pozorování Gaia v rámci přípravy na nadcházející vydání katalogu. „Nikdo neočekával, že najde dosud nezjištěnou nedaleko číhající černou díru o vysoké hmotnosti,“ říká Pasquale Panuzzo, astronom z Národního centra pro vědecký výzkum (CNRS) na Observatoire de Paris, Francie. „To je ten druh objevu, který uděláte jednou za svůj výzkumný život.“

K potvrzení svého objevu použili vědci data z pozemních observatoří, včetně přístroje Ultraviolet and Visual Echelle Spectrograph (UVES) na dalekohledu VLT ESO, který se nachází v chilské poušti Atacama. Tato pozorování odhalila klíčové vlastnosti doprovodné hvězdy, což spolu s daty z družice Gaia umožnilo astronomům přesně změřit hmotnost BH3.

Astronomové našli podobně masivní černé díry mimo naši Galaxii (pomocí jiné detekční metody) a domnívali se, že mohou vzniknout kolapsem hvězd s velmi malým počtem prvků těžších než vodík a helium v jejich chemickém složení. Předpokládá se, že tyto takzvané hvězdy chudé na kov ztrácejí během svého života méně hmoty, a proto jim zbývá více materiálu, aby mohly po své smrti vytvářet vysoce hmotné černé díry. Ale důkazy, které by přímo spojovaly hvězdy chudé na kovy s vysoce hmotnými černými dírami, dosud chyběly.

Hvězdy v párech mívají podobné složení, což znamená, že společník BH3 poskytuje důležitá vodítka o hvězdě, která se zhroutila a vytvořila tuto výjimečnou černou díru. Data UVES ukázala, že průvodce je hvězda velmi chudá na kovy, což naznačuje, že hvězda, která se zhroutila za vzniku BH3, byla také chudá na kov – přesně jak se předpovídalo.

Výzkumná studie vedená Panuzzem je dnes publikována v Astronomy & Astrophysics. „Udělali jsme výjimečný krok a publikovali jsme tento článek na základě předběžných údajů před nadcházejícím vydáním katalogu Gaia kvůli jedinečné povaze objevu,“ říká spoluautorka Elisabetta Caffau, rovněž členka týmu Gaia a vědecká pracovnice CNRS z Observatoire de Paris. Včasné zpřístupnění dat umožní dalším astronomům začít studovat tuto černou díru hned teď, aniž by čekali na úplné zveřejnění dat, plánované nejdříve na konec roku 2025.

Další pozorování tohoto systému by mohlo odhalit více o jeho historii a o samotné černé díře. Například přístroj GRAVITY na VLT interferometru ESO by mohl astronomům pomoci zjistit, zda tato černá díra přitahuje hmotu ze svého okolí, a lépe porozumět tomuto vzrušujícímu objektu.

Zdroj: https://www.eso.org/public/news/eso2408/

autor: František Martinek