Астрономи виявили незвичайний «спів» червоного гіганта, що обертається навколо чорної діри, використовуючи дані космічного телескопа NASA Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS). Це відкриття, зроблене в системі Gaia BH2 (приблизно 3800 світлових років від нас), вказує на те, що зірка пройшла через бурхливу історію – можливо, зіткнення та злиття з іншою зіркою в минулому. Це відкриття підкреслює, як системи чорних дір можуть радикально змінити еволюцію зірок несподіваним чином.
Розгадка зоряних інтер’єрів за допомогою зоряних поштовхів
Подібно до того, як землетруси розкривають внутрішню структуру Землі, вчені використовували зіркові поштовхи, виявлені телескопом TESS, щоб зазирнути під поверхню червоного гіганта. Ці коливання, або вібрації, діють як космічний сейсмограф, дозволяючи дослідникам зрозуміти внутрішній склад та історію зірки.
Команда під керівництвом Деніела Хея з Гавайського університету виявила, що червоний гігант надзвичайно багатий важкими елементами («альфа-багатий»), властивість, як правило, у старих зірок. Однак зіркові поштовхи показали, що йому лише близько 5 мільярдів років — менше, ніж очікувалося за його хімічним складом. Ця розбіжність свідчить про те, що зірка не утворилася ізольовано. Найвірогідніше пояснення полягає в тому, що вона набрала масу внаслідок зіткнення або злиття з іншою зіркою або поглинула матеріал під час утворення чорної діри.
Бурхлива ротація в минулому?
Таємницю додає те, що червоний гігант обертається набагато швидше (один оберт кожні 398 земних днів), ніж типові зірки його віку. Ця швидка ротація ще більше підтверджує минулу теорію злиття. Припливна взаємодія з чорною дірою-компаньйоном також може сприяти обертанню, але швидкість вказує на більш драматичне походження.
«Якщо це обертання реальне, його не можна пояснити лише початковою швидкістю обертання зірки», — каже Джоел Онг, співробітник NASA Hubble. «Зірка, мабуть, була розкручена припливною взаємодією зі своїм супутником, що ще більше підтверджує ідею, що ця система має складну історію».
Ще одна загадка: бідна зірка в Gaia BH3
Та ж команда досліджувала іншу систему чорних дір, Gaia BH3 (2000 світлових років від Землі), і виявила, що її зірка-компаньйон була помітно бідною на важкі елементи («бідна металом»). Дивно, але ця зірка відсутня очікуваних коливань, явище, яке кидає виклик існуючим моделям еволюції зірок.
Відсутність спостережуваних коливань може вказувати на унікальні внутрішні властивості або незвичайну історію формування. Команда планує подальші спостереження за допомогою космічного корабля ESA Gaia, щоб підтвердити результати, пов’язані зі зірковими поштовхами, і уточнити своє розуміння цих дивних систем.
Ці відкриття показують, що подвійні системи з чорними дірами набагато динамічніші, ніж вважалося раніше. Вивчаючи ці взаємодії, астрономи можуть отримати нові знання про еволюцію зірок, злиття галактик і утворення чорних дір. Дослідження, що тривають, обіцяють розкрити ще більше про яскраве життя цих космічних супутників.
