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Gaia BH3

système binaire de la constellation de l'Aigle

Gaia BH3 (ou Gaia DR3 4318465066420528000) est une système binaire composé d'une étoile géante à faible métallicité de type G et d'un trou noir stellaire. Il est situé à environ ∼ 1 930 a.l. (∼ 592 pc) de la Terre dans la direction de la constellation de l'Aigle. En date de 2024, il s'agit du système contenant le trou noir stellaire le plus massif et le second le plus proche de la Terre (en) connu[5]. Gaia BH3 est par ailleurs le premier trou noir découvert à l'aide des données astrométriques préliminaires de la quatrième publication de données du satellite Gaia (Gaia DR4)[3].

Gaia BH3
Description de cette image, également commentée ci-après
Vue d'artiste de Gaia BH3 (crédit : ESO/L. Calçada).
Données d'observation
(époque J2000.0)
Ascension droite 19h 39m 18,71155s[1]
Déclinaison +14° 55′ 54,0110″[1]
Constellation Aigle
Magnitude apparente 11,504[2]

Localisation dans la constellation : Aigle

(Voir situation dans la constellation : Aigle)
Caractéristiques
Stade évolutif étoile géante / trou noir
Type spectral G / trou noir stellaire
Indice B-V +0,85[2]
Astrométrie
Vitesse radiale −333,2 ± 3,4 km/s[3]
Mouvement propre μα = −28,317 ± 0,067 mas/a[3]
μδ = −155,221 ± 0,111 mas/a[3]
Parallaxe 1,693 3 ± 0,016 4 mas[3]
Distance 1 930 ± 20 al
(591 ± 6 pc)
Caractéristiques physiques
Masse 0,76 ± 0,05 / 32,70 ± 0,82 M☉[3]
Rayon 4,936 ± 0,016 R☉[3]
Gravité de surface (log g) 2,929 ± 0,003[3]
Luminosité 16,14 L☉[3]
Température 5 212 ± 80 K[3]
Métallicité [Fe/H] = −2,56 ± 0,11[3]
Orbite
Demi-grand axe (a) 16,17 ± 0,27 ua[3]
Excentricité (e) 0,729 1 ± 0,004 8[3]
Période (P) 4 253,1 ± 98,5 j[3]
Inclinaison (i) 110,580 ± 0,095°[3]
Argument du périastre (ω) 77,34 ± 0,76°[3]
Longitude du nœud ascendant (Ω) 136,236 ± 0,128°[3]
Époque du périastre (τ) 2 458 177,39 ± 0,88 JJ[3]

Désignations

Gaia BH3, Gaia DR3 4318465066420528000, LS II +14 13, 2MASS J19391872+1455542, TIC 73788466, UCAC2 370-63745[4]

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Le trou noir et l'étoile orbitent autour du barycentre du système selon une période de 11,6 ans et à une distance mutuelle qui varie entre 4,5 et 29 ua[6], dans le sens inverse des étoiles du disque galactique[7]. La masse du trou noir est de 32,70 M☉, ce qui en fait le trou noir stellaire le plus massif connu de la Voie lactée en date de 2024. Gaia BH3 et Cygnus X-1 sont les deux seuls trous noirs stellaires connus qui ont une masse supérieure à 10 M☉. La masse de Gaia BH3 est assez similaire à celle que l'on trouve lors des événements de fusion de trous noirs binaires détectés par ondes gravitationnelles. On suppose que ces trous noirs massifs sont formés par des étoiles pauvres en métaux et le fait que Gaia BH3 possède un compagnon à très faible métallicité appuie cette hypothèse[3].

Gaia BH3 faisait partie d'un amas ouvert d'étoiles de faible masse. Désormais dispersé, ses étoiles constituent aujourd'hui un courant stellaire du halo galactique nommé ED-2. Ce courant d'étoiles est très vieux, avec un âge comparable à celui de l'amas globulaire M92. Cela signifie que le système de Gaia BH3 est probablement né il y a plus de 13 milliards d'années et que le trou noir pourrait s'être formé par effondrement gravitationnel direct d'une étoile massive. Alternativement, il aurait pu se former lors d'une interaction au sein d'un système binaire qui était membre de l'amas ouvert. ED-2 a une masse comprise entre 2 000 et 42 000 M☉[8].

Notes et références modifier

  1. ↑ a et b (en) A. Vallenari et al. (Gaia collaboration), « Gaia Data Release 3 : Summary of the content and survey properties », Astronomy & Astrophysics, vol. 674,‎ , article no A1 (DOI 10.1051/0004-6361/202243940, Bibcode 2023A&A...674A...1G, arXiv 2208.00211). Notice Gaia DR3 pour cette source sur VizieR.
  2. ↑ a et b (en) N. Zacharias et al., « The fourth US Naval Observatory CCD Astrograph Catalog (UCAC4) », Catalogue de données en ligne VizieR : I/322A. Publié à l'origine dans : 2012yCat.1322....0Z; 2013AJ....145...44Z,‎ (Bibcode 2012yCat.1322....0Z, lire en ligne)
  3. ↑ a b c d e f g h i j k l m n o p q r et s (en) P. Panuzzo et al. (Gaia Collaboration), « Discovery of a dormant 33 solar-mass black hole in pre-release Gaia astrometry », Astronomy & Astrophysics Letters,‎ (DOI 10.1051/0004-6361/202449763  , Bibcode 2024arXiv240410486G, arXiv 2404.10486, lire en ligne)
  4. ↑ (en) LS II +14 13 -- High Proper Motion Star sur la base de données Simbad du Centre de données astronomiques de Strasbourg.
  5. ↑ « Découverte du trou noir stellaire le plus massif de notre galaxie », sur European Southern Observatory,
  6. ↑ (en) Will Dunham, « Astronomers detect Milky Way's second-largest known black hole », sur Reuters,
  7. ↑ Hugo Ruher, « Gaia BH3 : le trou noir qui ne devrait pas exister », Journal du CNRS,‎ (lire en ligne  , consulté le ).
  8. ↑ (en) E. Balbinot et al., « The 33 M⊙ black hole Gaia BH3 is part of the disrupted ED-2 star cluster », Astronomy & Astrophysics Letters,‎ (Bibcode 2024arXiv240411604B, arXiv 2404.11604, lire en ligne)

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