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 до нескольких десятков масс Солнца и представляют собой финал жизни очень массивных звезд. Предполагается, что в Млечном 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.
![Положение Gaia BH1 и известных рентгеновских двойных систем на диаграмме «Масса черной дыры—орбитальный период» Телескоп Gaia отыскал нового кандидата в спящую черную дыру в широкой двойной системе](https://alev.cc/wp-content/uploads/2022/09/a-sun-like-star-orbiting-a-black-hole.png)
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.
Автор: Александр Войтюк