Телескоп Gaia отыскал нового кандидата в спящую черную дыру в широкой двойной системе

Астрономы при помощи космического телескопа Gaia и наземных телескопов обнаружили нового кандидата в неактивную черную дыру звездной массы, входящую в широкую двойную систему. Ее компаньоном является ничем не примечательная одиночная солнцеподобная звезда. Препринт доступен на сайте arXiv.org.

Черные дыры звездных масс характеризуются массами масс Солнца и представляют собой финал жизни очень массивных звезд. Предполагается, что в Млечному Пути находится около 108 таких черных дыр, часть которых входит в состав двойных систем. Чаще всего ученые обнаруживают черные дыры звездных масс в составе тесных рентгеновских двойных систем, где компактный объект активно перетягивает на себя вещество звезды-компаньона, однако модели эволюции двойных систем предсказывают, что многие черные дыры могут входить в состав широких двойных систем, где нет значительного переноса массы со звезды на компактный объект, что затрудняет их поиск в рентгеновском диапазоне. Однако черную дыру в этом случае можно обнаружить из-за ее гравитационного влияния на звезду-компаньона.

Группа астрономов во главе с Каримом Эль-Бадри (Kareem El-Badry) из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики сообщила об открытии нового кандидата в неактивную черную дыру звездной массы при помощи космического телескопа Gaia. Исследователи провели анализ данных астрометрических наблюдений за выборкой из 168 065 потенциально двойных систем из каталога данных Gaia DR3, а затем проверили 6 найденных интересных объектов путем измерения динамики лучевой скорости звезды в системе при помощи спектрографов ряда наземных телескопов, таких как VLT и «Джемини», и архивных данных телескопа LAMOST.

Единственным кандидатом, который был интерпретирован как широкая двойная система, содержащая обычную звезду и, по крайней мере, одну неактивную черную дыру звездной массы, оказался Gaia BH1 (или Gaia DR3 4373465352415301632). Звезда в системе представляет собой медленно вращающийся, яркий желтый карлик, с массой 0,93 массы Солнца, который расположен в 1555 световых годах от Солнца в созвездии Змееносца. Ее невидимый компаньон обладает расчетной массой около 9,8 ± 0,2 массы Солнца, или, по крайней мере, более чем в пять раз массивнее Солнца, что относит его к категории черных дыр.

Орбитальный период двойной систем составляет 185,6 земного дня, что больше, чем у любой другой известной двойной системы с черной дырой звездной массы, а эксцентриситет орбиты составляет 0,45. Орбита системы в галактике типична для объектов тонкого диска, предполагается, что система не могла сформироваться в шаровом скоплении, гораздо вероятнее образование в рассеянном скоплении, которое затем перестало существовать.

Ранее мы рассказывали про проект SuperWASP: Black Hole Hunters, в рамках которого любой желающий может помочь астрономам найти неактивную черную дыру в двойной системе при помощи метода микролинзирования.

Александр Войтюк