Europeiska astronomer har undersökt ett nyligen upptäckt svart hål kallat Gaia BH3. I sina resultat fann de att det svarta hålet är associerat med en närliggande störd stjärnhop som kallas ED-2. Fyndet rapporteras i en tidning som publicerades den 17 april på preprint-servern arXiv .
På ett avstånd av cirka 1 900 ljusår är Gaia BH3 ett svart hål som upptäcktes i april 2024 i ett brett binärt system inom den galaktiska gloria. Det har en massa på cirka 33 solmassor, vilket gör det till det mest massiva svarta hålet av stjärnursprung känt i vår galax. Det svarta hålets synliga följeslagare är en gammal, mycket metallfattig jättestjärna, cirka fem gånger större än solen, med en massa på cirka 0,76 solmassor. Systemet har en period på 11,6 år.
ED-2 är en störd gammal stjärnhop, som nu är en galaktisk halo-stjärnström. Det är en dynamisk kall ström som korsar solområdet. Medelmetalliciteten för ED-2-stjärnor uppskattas till en nivå av -2,60.
Ett team av astronomer under ledning av Eduardo Balbinot från University of Groningen i Nederländerna har undersökt kemiska förekomster av ED-2-medlemsstjärnor och omloppsegenskaper hos Gaia BH3-binären. De erhållna resultaten indikerar att Gaia BH3 tillhör stjärnströmmen ED-2.
"Vi finner att Gaia BH3-systemets galaktiska omloppsbana och dess metallicitet är helt överensstämmande med att vara en del av ED-2-strömmen", skrev forskarna i tidningen.
Studien fann att omloppsbanan för det svarta hålet Gaia BH3 runt galaxen inte kan skiljas från den för ED-2-medlemsstjärnor. Det visade sig också att endast 17 % av ED-2-medlemmarna är närmare det galaktiska centrumet än Gaia BH3.
Medelmetalliciteten för jättestjärnan i Gaia BH3 visade sig vara −2,56, vilket är nära medelmetalliciteten för stjärnor i ED-2. Dessutom stämmer överflöd av kemiska element som magnesium, europium och barium-till-järn för ED-2-medlemmar överens med det svarta hålets följeslagare.
Därför, enligt författarna till tidningen, bekräftar dessa fynd att Gaia BH3 är otvetydigt associerat med ED-2-strömmen.
De insamlade uppgifterna gjorde det också möjligt för astronomerna att kasta mer ljus över bildandet av Gaia BH3 och ED-2. Resultaten tyder på att stamfadern till Gaia BH3 bildades för mer än 13 miljarder år sedan, och att modersystemet till ED-2 var ett litet kluster med en massa mindre än 42 000 solmassor.
"Detta antyder att det svarta hålet kunde ha bildats direkt från kollapsen av en massiv mycket metallfattig stjärna, men att det alternativa scenariot med binära interaktioner inuti klustermiljön också förtjänar att utforskas", avslutade forskarna.
Mer information: E. Balbinot et al, Det 33 M⊙ svarta hålet Gaia BH3 är en del av den störda ED-2-stjärnhopen, arXiv (2024). DOI:10.48550/arxiv.2404.11604
Journalinformation: arXiv
© 2024 Science X Network
