Černá díra objevena doslova za humny

Černá díra Gaia BH1 má hmotnost 9,62krát větší než hmotnost Slunce a obíhá kolem jasné hvězdy podobné Slunci zhruba ve stejné vzdálenosti, v jaké obíhá planeta Země kolem naší mateřské hvězdy. Tento binární systém se nachází ve vzdálenosti 1 600 světelných roků od Země a jeho poloha se promítá do souhvězdí Hadonoše. Předpokládá se, že Mléčná dráha obsahuje přinejmenším 100 milionů černých děr hvězdné velikosti, neznámý podíl z tohoto počtu se nachází v binárních systémech.

Seznam známých a podezřelých černých děr představuje zhruba 20 potvrzených černých děr v rentgenových dvojhvězdách a dalších 50 rentgenových zdrojů je podezřelých z toho, že obsahují černé díry na základě jejich vlastností v oboru rentgenového záření. A dále několik klidných rentgenových dvojhvězd, v nichž jsou černé díry podezřelé vzhledem k dynamickým vlastnostem, a rovněž izolovaní kandidáti na černé díry objevení prostřednictvím gravitační mikročočky.

Černá díra Gaia BH1 je odlišná v několika ohledech od jiných známých černých děr ve dvojhvězdách – je pouze 1 600 světelných roků daleko a je velmi jasná.

Společně s nedostatkem materiálu z akrečního disku a skutečnosti, že zářící hvězda je klidná a pomalu rotuje, umožňuje to studovat systém velmi detailně v optickém oboru, než je běžné pro černé díry v rentgenových dvojhvězdách.

"Toto je první jednoznačná detekce Slunci podobné hvězdy obíhající kolem černé díry v naší Galaxii,“ říká Kareem El-Badry, astrofyzik na Harvard & Smithsonian’s Center for Astrophysics and the Max Planck Institute for Astronomy.

Kareem El-Badry se svými spolupracovníky původně identifikoval systém Gaia BH1 jako potenciálně obsahující černou díru na základě analýzy dat z evropské družice Gaia mapující charakteristiky hvězd v naší Galaxii. Družice Gaia zachytila nepatrné nepravidelnosti v pohybu hvězdy způsobené gravitací neviditelného hmotného objektu.

K výzkumu systému v mnohem větším detailu autoři použili spektrograf Gemini Multi-Object Spectrograph instalovaný na dalekohledu Gemini North, který měřil rychlost doprovázející hvězdy obíhající kolem černé díry a poskytl velmi přesná měření její oběžné periody.

Následná pozorování pomocí dalekohledu Gemini byla rozhodující k vymezení oběžného pohybu a odtud i hmotnosti obou složek systému Gaia BH1. To umožnilo výzkumníkům identifikovat centrální těleso jako černou díru s hmotností zhruba 10krát převyšující hmotnost Slunce.

„Když jsme měli k dispozici první náznaky, že systém obsahuje černou díru, bylo to pouze jeden týden předtím, kdy se oba objekty nacházely nejblíže k sobě na svých oběžných drahách,“ říká Kareem El-Badry. „Měření jsou v tomto okamžiku zásadní k přesnému určení hmotnosti těles binárního systému. Schopnost dalekohledu Gemini k poskytnutí rychlých opakovaných pozorování byla rozhodující k úspěchu projektu. Jestliže bychom zmeškali toto úzké okno, museli bychom čekat další rok.“

Článek byl publikován v Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Zdroj: https://www.sci.news/astronomy/gaia-bh1-11364.html a https://scitechdaily.com/astronomers-discover-closest-black-hole-to-earth-in-our-cosmic-backyard/

autor: František Martinek