Objevena nejtěžší hvězdná černá díra (Gaia BH3) v celé naší Galaxii

Hvězdné černé díry vznikají zhroucením velmi hmotných hvězd. Ty, které byly dosud identifikovány v Mléčné dráze, jsou v průměru asi desetkrát těžší než Slunce. Pozorování hvězdné černé díry 33krát hmotnější než Slunce je tak opravdu výjimečné [1]. Dokonce i Cygnus X-1, druhá nejhmotnější hvězdná černá díra v Mléčné dráze, která byla dosud objevena, váží "pouhých" 21 hmotností Slunce.

Tato černá díra je také pozoruhodně blízko nás - ve vzdálenosti pouhých 2 000 světelných let v souhvězdí Orla je druhou nejbližší známou černou dírou k Zemi. Díra, označovaná jako Gaia BH3 nebo zkráceně BH3, byla objevena během přípravy dat mise Gaia na jejich zveřejnění. "Nikdo nečekal, že se v naší blízkosti skrývá černá díra s tak vysokou hmotností," říká Pasquale Panuzzo, člen projektu Gaia a astronom z Pařížské observatoře (Observatoire de Paris), která je součástí francouzského Národního centra pro vědecký výzkum (CNRS). "To je objev, který se podaří jednou za život."

K potvrzení svého objevu využila skupina Gaia data z pozemních observatoří, mimo jiné z přístroje UVES (Ultraviolet and Visual Echelle Spectrograph) na ESO dalekohledu VLT, který se nachází v chilské poušti Atacama [2]. Tato data odhalila klíčové vlastnosti hvězdy doprovázející černou díru, což v kombinaci s daty z programu Gaia umožnilo astronomům přesně změřit hmotnost BH3.

Pomocí jiné detekční metody našli astronomové již dříve podobně hmotné černé díry mimo naši Galaxii. Domnívají se, že by mohly vznikat zhroucením hvězd, které se skládají z jen malého množství prvků těžších než vodík a helium. Předpokládá se, že tyto hvězdy chudé na kovy ztrácejí během svého života méně hmoty, a tudíž jim zbývá více materiálu, který může po jejich zániku vytvořit velmi hmotné černé díry. Přímý důkaz však dosud chyběl.

Dvojice hvězd mají obvykle podobné složení, což znamená, že průvodce BH3 nese důležité informace o hvězdě, která se zhroutila a vytvořila tuto výjimečnou černou díru. Data UVES ukázala, že hvězda obíhající BH3 je velmi chudá na kovy - přesně podle předpovědi.

Studie, kterou vedl Panuzzo, byla dnes publikována v časopise Astronomy & Astrophysics. "Rozhodli jsme se udělat výjimku a publikovat tuto práci založenou na předběžných datech ještě před jejich zveřejněním, protože jde o tak jedinečný objev," říká spoluautorka Elisabetta Caffau, rovněž členka projektu Gaia z pařížské observatoře (CNRS Observatoire de Paris). Uvolnění dat umožní ostatním astronomům začít studovat tuto černou díru okamžitě, aniž by museli čekat na úplná data, která budou veřejná nejdříve na konci roku 2025.

Další pozorování tohoto systému by mohla odhalit více o jeho historii i o černé díře samotné. Například přístroj GRAVITY nainterferometru VLTI by mohl pomoci odhalit, zda tato černá díra přitahuje hmotu ze svého okolí, a lépe porozumět tomuto zajímavému objektu.

Poznámky

[1] Nejedná se o nejhmotnější černou díru v naší galaxii - tento titul náleží supermasivní černé díře Sagittarius A* ve středu Mléčné dráhy, která má asi čtyřmilionkrát větší hmotnost než Slunce. Gaia BH3 je však nejhmotnější známou černou dírou v Mléčné dráze, která vznikla zhroucením hvězdy.

[2] Kromě přístroje UVES na dalekohledu VLT se studie opírala o data ze spektrografu HERMES na dalekohledu Mercator Telescope, který na La Palmě (Španělsko) provozuje Univerzita v Lovani (Belgie) ve spolupráci s observatoří Ženevské univerzity (Švýcarsko), a z vysoce přesného spektrografu SOPHIE na Observatoire de Haute-Provence - OSU Institut Pythéas.

Další informace

Tento výzkum byl prezentován v článku s názvem "Discovery of a dormant 33 solar-mass black hole in pre-release Gaia astrometry", který vyjde v časopise Astronomy & Astrophysics (https://aanda.org/10.1051/0004-6361/202449763).

Autorem článku vedeného P. Panuzzem et al. je skupina Gaia zahrnující 300 vědců z celého světa, včetně Rakouska, Belgie, Česka, Finska, Francie, Německa, Itálie, Nizozemska, Polska, Portugalska, Španělska, Švédska, Švýcarska, Velké Británie, Chile a Austrálie.

Evropská jižní observatoř (ESO) umožňuje vědcům z celého světa objevovat tajemství vesmíru ve prospěch všech. Navrhujeme, stavíme a provozujeme pozemní observatoře světové úrovně, které astronomové využívají k řešení vzrušujících záhad vesmíru a šíření fascinace astronomií, a podporujeme mezinárodní spolupráci v oblasti astronomie. ESO bylo založeno jako nadnárodní organizace v roce 1962 a dnes ji podporuje 16 členských států (Belgie, Česká republika, Dánsko, Francie, Finsko, Irsko, Itálie, Německo, Nizozemsko, Polsko, Portugalsko, Rakousko, Spojené království, Španělsko, Švédsko a Švýcarsko), hostitelský stát Chile a Austrálie jako strategický partner. Sídlo ESO a její návštěvnické centrum a planetárium ESO Supernova se nachází nedaleko německého Mnichova, zatímco chilská poušť Atacama, nádherné místo s jedinečnými podmínkami pro pozorování oblohy, je domovem našich dalekohledů. ESO provozuje tři pozorovací stanoviště: La Silla, Paranal a Chajnantor. Na Paranalu provozuje Very Large Telescope a jeho Interferometr, jakož i přehlídkové dalekohledy, jako je VISTA. Na Paranalu bude ESO také hostit a provozovat soustavu Čerenkovových teleskopů (Cherenkov Telescope Array South), největší a nejcitlivější observatoř pro gama záření na světě. ESO společně s mezinárodními partnery provozuje na Chajnantoru observatoř ALMA, která pozoruje oblohu v milimetrovém a submilimetrovém pásmu. Na Cerro Armazones poblíž Paranalu budujeme "největší oko upřené k nebi" - Extremely Large Telescope. Z našich kanceláří v Santiagu v Chile podporujeme naší činnost v zemi a spolupracujeme s chilskými partnery a společností.

Odkazy

• Vědecký článek
• Fotografie VLT

Kontakty

Anežka Srbljanović
Astronomical Institute of Czech Academy of Sciences

Pasquale Panuzzo
Observatoire de Paris - PSL/CNRS
Paris, France
Tel.: +33 1 45 07 78 42
Email: pasquale.panuzzo@observatoiredeparis.psl.eu

Elisabetta Caffau
Observatoire de Paris - PSL/CNRS
Paris, France
Tel.: +33 1 45 07 78 73
Email: elisabetta.caffau@observatoiredeparis.psl.eu

Bárbara Ferreira
ESO Media Manager
Garching bei München, Germany
Tel.: +49 89 3200 6670
Mobil: +49 151 241 664 00
Email: press@eso.org