Диаграмма цвет-величина (CMD) с поправкой на вымирание Gaia DR3, показывающая расположение компаньона Gaia BH3 (красный крест) и членов ED-2 (B23) в виде синих и пустых кругов. Фото: arXiv (2024). DOI: 10.48550/arxiv.2404.11604.
Европейские астрономы исследовали недавно обнаруженную черную дыру, получившую название Gaia BH3. В результате они обнаружили, что черная дыра связана с близлежащим разрушенным звездным скоплением, известным как ED-2. Об этом сообщается в статье, опубликованной 17 апреля на сервере препринтов arXiv.
Находящаяся на расстоянии около 1900 световых лет Gaia BH3 — это черная дыра, обнаруженная в апреле 2024 года в широкой двойной системе внутри галактического гало. Ее масса составляет около 33 масс Солнца, что делает ее самой массивной черной дырой звездного происхождения, известной в нашей галактике. Видимый спутник черной дыры — старая, очень бедная металлами гигантская звезда, примерно в пять раз больше Солнца, с массой примерно 0,76 солнечной массы. Система имеет период 11,6 лет.
ЭД-2 — это разрушенное старое звездное скопление, которое теперь представляет собой звездный поток галактического гало. Это динамически холодный поток, пересекающий окрестности Солнца. Средняя металличность звезд ED-2 оценивается на уровне -2,60.
Команда астрономов под руководством Эдуардо Бальбино из Гронингенского университета в Нидерландах исследовала химическое содержание звезд-членов ED-2 и орбитальные характеристики двойной системы Гайя BH3. Полученные результаты указывают на принадлежность Gaia BH3 к звездному потоку ED-2.
«Мы обнаружили, что галактическая орбита системы Gaia BH3 и ее металличность полностью соответствуют тому, что она является частью потока ED-2», — пишут исследователи в статье.
Исследование показало, что орбита черной дыры Gaia BH3 вокруг галактики неотличима от орбиты звезд-членов ED-2. Также выяснилось, что только 17% членов ED-2 находятся ближе к галактическому центру, чем Gaia BH3.
Средняя металличность звезды-гиганта в Gaia BH3 составила -2,56, что близко к средней металличности звезд в ED-2. Более того, содержание химических элементов, таких как соотношение магния, европия и бария к железу, у членов ED-2 соответствует таковому у компаньона черной дыры.
Таким образом, по мнению авторов статьи, эти данные подтверждают, что Gaia BH3 однозначно связана с потоком ED-2.
Собранные данные также позволили астрономам пролить больше света на формирование Gaia BH3 и ED-2. Результаты показывают, что прародитель Gaia BH3 сформировался более 13 миллиардов лет назад, а родительская система ED-2 представляла собой небольшое скопление с массой менее 42 000 солнечных масс.
«Это означает, что черная дыра могла образоваться непосредственно в результате коллапса массивной звезды с очень низким содержанием металлов, но альтернативный сценарий бинарных взаимодействий внутри среды скопления также заслуживает изучения», — заключили исследователи.
