Астрономы, используя космический телескоп NASA TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite), смогли «услышать» космическую песню красного гиганта, обращающегося вокруг чёрной дыры. Эта «песня» — колебания, вызванные «звездотрясениями», — раскрыла бурное прошлое звезды, намекнув, что когда-то она столкнулась и слилась с другой звездой.
Быстро вращающийся красный гигант (поздняя стадия эволюции звёзд, подобных Солнцу) находится в двойной системе Gaia BH2, расположенной примерно в 3800 световых годах от нас в созвездии Центавра. Эта система была открыта в 2023 году астрометрической миссией Европейского космического агентства (ESA) «Gaia».
Команда исследователей использовала TESS для наблюдения астросейсмических колебаний, проходящих через красный гигант. Подобно тому, как сейсмические волны позволяют изучать недра Земли, «звездотрясения» дают астрофизикам возможность заглянуть под поверхностные слои звёзд, вплоть до их ядер.
«Подобно сейсмологам, изучающим землетрясения, мы можем использовать звёздные колебания, чтобы понять, что происходит внутри далёких светил, — заявил в пресс-релизе руководитель исследования Дэниел Хей из Института астрономии Гавайского университета. — Эти вибрации рассказали нам нечто неожиданное об истории этой звезды».
Молодая звезда в древней «шубе»
Учёные были удивлены, детально изучив состав красного гиганта. Звезда оказалась богата тяжёлыми элементами (так называемыми «альфа-элементами»), что характерно для более древних звёзд. Однако данные TESS о её колебаниях указывают, что возраст звезды составляет всего около 5 миллиардов лет. Для сравнения: нашему Солнцу 4,6 миллиарда лет, и свою стадию красного гиганта оно достигнет лишь через примерно 5 миллиардов лет, когда истощит водород в ядре.
«Молодые, богатые альфа-элементами звёзды встречаются редко и являются загадкой, — пояснил Хей. — Сочетание молодости и древнего химического состава говорит о том, что эта звезда эволюционировала не в одиночестве. Вероятно, она приобрела дополнительную массу от звезды-компаньона — либо в результате слияния, либо поглотив материал при формировании чёрной дыры».
Это не единственная загадка, связанная с данным красным гигантом. Наземные наблюдения показали, что он совершает один оборот вокруг своей оси за 398 земных дней — что намного быстрее, чем обычно вращаются изолированные красные гиганты схожего возраста. Эта высокая скорость вращения также указывает на возможное слияние с другой звездой в далёком прошлом или на тесное взаимодействие с массивной звездой, которая позже превратилась в чёрную дыру.
«Если это вращение реально, его нельзя объяснить лишь начальным вращением звезды при рождении, — добавил соавтор исследования Джоэл Он, стипендиат программы NASA Hubble в Институте астрономии. — Звезда должна была быть «раскручена» приливными взаимодействиями со своим компаньоном, что дополнительно подтверждает сложную историю этой системы».
Тихие соседи: изучение «спящих» чёрных дыр
Эта же команда исследовала и другую систему с чёрной дырой, открытую «Gaia», — Gaia BH3, расположенную всего в 2000 световых годах от Земли. Звезда-компаньон в ней может быть даже страннее, чем в Gaia BH2. Она чрезвычайно бедна элементами тяжелее водорода и гелия (так называемыми «металлами» в астрономической терминологии). Обычно такие «бедные металлами» звёзды демонстрируют чёткие колебания, но у компаньона Gaia BH3 они практически отсутствуют.
Изучение движения звёзд в системах Gaia BH2 и Gaia BH3 может рассказать больше о двойных системах с «тихими» чёрными дырами, которые в данный момент не поглощают вещество своего компаньона.
Команда продолжит наблюдения за системой Gaia BH2, в том числе с помощью «Gaia», надеясь лучше зафиксировать её «звездотрясения». Это может окончательно подтвердить гипотезу о прошлом слиянии звёзд. Данное открытие подчёркивает, как астросейсмология позволяет читать скрытые главы звёздных биографий, открывая драматические события далёкого прошлого, запечатлённые в звёздных вибрациях.
Исследование было опубликовано 13 ноября в журнале The Astronomical Journal.
Поделитесь в вашей соцсети👇
Ваш комментарий