Europeiska astronomer har undersökt ett nyligen upptäckt svart hål med beteckningen Gaia BH3. I sina resultat fann de att det svarta hålet är associerat med en närliggande störd stjärnhop som kallas ED-2. Upptäckten rapporteras i en artikel som publicerades den 17 april på preprint-servern arXiv.
Gaia BH3 ligger på ett avstånd av cirka 1.900 ljusår och är ett svart hål som upptäcktes i april 2024 i ett stort binärt system i den galaktiska halon. Det har en massa på cirka 33 solmassor, vilket gör det till det mest massiva svarta hålet med stjärnursprung som är känt i vår galax. Det svarta hålets synliga följeslagare är en gammal, mycket metallfattig jättestjärna, ungefär fem gånger större än solen, med en massa på cirka 0,76 solmassor. Systemet har en period på 11,6 år.
ED-2 är ett gammalt stjärnkluster, som nu är en stjärnström i den galaktiska halon. Det är en dynamiskt kall ström som korsar solens grannskap. ED-2-stjärnornas genomsnittliga metallicitet beräknas ligga på -2,60.
Ett team av astronomer under ledning av Eduardo Balbinot vid University of Groningen i Nederländerna har undersökt de kemiska halterna i ED-2-medlemmarnas stjärnor och banegenskaperna hos dubbelstjärnan Gaia BH3. Resultaten tyder på att Gaia BH3 tillhör ED-2:s stjärnström.
”Vi finner att den galaktiska banan för Gaia BH3-systemet och dess metallitet är helt förenliga med att vara en del av ED-2-strömmen”, skriver forskarna i rapporten.
Studien visade att det svarta hålet Gaia BH3:s bana runt galaxen inte går att skilja från den som ED-2-medlemmarnas stjärnor har. Det visade sig också att endast 17% av ED-2-medlemmarna befinner sig närmare galaxens centrum än Gaia BH3.
Den genomsnittliga metalliciteten för jättestjärnan i Gaia BH3 visade sig vara -2,56, vilket är nära den genomsnittliga metalliciteten för stjärnor i ED-2. Dessutom är kemiska elementära överflöd som magnesium, europium och barium-järn-förhållanden hos ED-2-medlemmar förenliga med det svarta hålets följeslagare.
Enligt artikelförfattarna bekräftar dessa resultat därför att Gaia BH3 otvetydigt är associerad med ED-2-strömmen.
Den insamlade datan gjorde det också möjligt för astronomerna att kasta mer ljus över bildandet av Gaia BH3 och ED-2. Resultaten tyder på att Gaia BH3:s stamfader bildades för mer än 13 miljarder år sedan och att ED-2:s modersystem var ett litet kluster med en massa som var mindre än 42.000 solmassor.
”Detta innebär att det svarta hålet kan ha bildats direkt från kollapsen av en massiv mycket metallfattig stjärna, men att det alternativa scenariot med binära interaktioner i klustermiljön också förtjänar att utforskas”, avslutar forskarna.
Ytterligare information: E. Balbinot et al, The 33 M⊙ black hole Gaia BH3 is part of the disrupted ED-2 star cluster, arXiv (2024). DOI: 10.48550/arxiv.2404.11604
