В созвездии Центавра, на расстоянии около 3800 световых лет от Земли, астрономы обнаружили звезду, которая нарушает привычные законы эволюции. Красный гигант в двойной системе Gaia BH2, вращающийся вокруг черной дыры, оказался значительно моложе, чем ожидали специалисты. Это открытие стало возможным благодаря наблюдениям, проведенным с помощью космического телескопа TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) NASA, который зафиксировал необычные вибрации звезды — так называемые звездотрясения.
Звездотрясения, подобно землетрясениям, позволяют ученым заглянуть вглубь звезд и узнать их внутреннее строение. Анализируя эти колебания, исследователи выяснили, что красный гигант Gaia BH2 обладает химическим составом, характерным для очень древних светил, но при этом его возраст составляет всего около 5 миллиардов лет. Для сравнения, наше Солнце, которому сейчас 4,6 миллиарда лет, достигнет стадии красного гиганта только через несколько миллиардов лет.
Загадка возраста
Обычно звезды с большим содержанием тяжелых элементов — так называемые альфа-обогащенные — считаются реликтовыми объектами, сформировавшимися на заре существования Галактики. Однако в случае Gaia BH2 ситуация оказалась иной. Молодой возраст и «древняя» химия не укладываются в стандартные сценарии звездной эволюции. Это заставило ученых предположить, что звезда пережила необычные события в прошлом.
Одно из возможных объяснений — слияние с другой звездой или поглощение вещества от компаньона. Такой процесс мог не только изменить химический состав красного гиганта, но и ускорить его вращение. Действительно, наблюдения показали, что звезда совершает полный оборот за 398 земных суток, что значительно быстрее, чем у других одиночных красных гигантов схожего возраста.
Влияние черной дыры
Еще один интересный аспект — взаимодействие с черной дырой, которая является вторым объектом в системе Gaia BH2. Астрономы считают, что именно близость к столь массивному соседу могла привести к ускорению вращения звезды. Взаимные приливные силы и обмен веществом между объектами способны радикально изменить эволюцию обеих компонент системы.
Исследователи отмечают, что столь быстрое вращение невозможно объяснить только исходными параметрами звезды. Это еще раз подтверждает, что в прошлом красный гигант Gaia BH2 испытал мощное внешнее воздействие, возможно, даже столкновение или слияние с другой звездой. Подобные события крайне редки и представляют большой интерес для науки.
Сравнение с другими системами
Параллельно ученые изучили еще одну двойную систему с черной дырой — Gaia BH3, расположенную всего в 2000 световых годах от Земли. Здесь компаньон черной дыры оказался беден тяжелыми элементами, что также необычно. Более того, в отличие от Gaia BH2, в звезде Gaia BH3 не удалось обнаружить характерных вибраций, что еще больше запутывает картину.
Сравнительный анализ обеих систем позволяет глубже понять, как формируются и эволюционируют двойные системы с черными дырами, которые не поглощают активно вещество своих звезд-компаньонов. Подобные объекты долгое время оставались вне поля зрения астрономов, но теперь становятся важным объектом исследований.
Будущие исследования
Ученые планируют продолжить наблюдения за системой Gaia BH2 с помощью телескопа Gaia и других инструментов. Особое внимание будет уделено поиску новых звездотрясений, которые могут подтвердить гипотезу о слиянии звезд в прошлом. Такие данные помогут уточнить модели эволюции звезд и понять, насколько часто происходят подобные события во Вселенной.
Открытие необычно молодой и быстро вращающейся звезды в паре с черной дырой уже вызвало большой интерес в научном сообществе. Результаты работы были опубликованы в ноябре 2024 года в одном из ведущих астрономических журналов.
Если Вы не знали, Gaia — это космический телескоп Европейского космического агентства (ESA), запущенный в 2013 году для создания самой точной трехмерной карты нашей Галактики. Благодаря Gaia астрономы открыли множество новых звездных систем, в том числе и объекты с черными дырами, ранее недоступные для наблюдений. Телескоп TESS, в свою очередь, специализируется на поиске экзопланет и изучении переменных звезд, предоставляя уникальные данные о вибрациях и внутренней структуре светил.
