Двойные звезды распространены по всей галактике. Примерно половина звезд Млечного Пути являются частью двойной или кратной системы, поэтому мы ожидаем найти их почти повсюду. Однако есть одно место, где мы не ожидаем обнаружить двойную систему, — это центр галактики, недалеко от сверхмассивной черной дыры Стрелец А*. И тем не менее, именно здесь астрономы недавно его нашли.
Рядом со Стрельцом А* находится несколько звезд. На протяжении десятилетий мы наблюдали, как они вращаются вокруг великого гравитационного колодца. Движение этих звезд стало первым убедительным доказательством того, что Sag A* действительно была черной дырой. По крайней мере, одна звезда вращается так близко, что мы можем видеть ее красное смещение, когда она достигает периботрона.
Но мы также знаем, что звездам следует всегда опасаться приближаться слишком близко к черной дыре. Чем ближе звезда подходит к горизонту событий черной дыры, тем сильнее становятся приливные силы на звезде. Есть момент, когда приливные силы настолько сильны, что звезда разрывается на части. Мы наблюдали несколько таких приливных нарушений (TDE), поэтому знаем, что угроза вполне реальна.
Приливные силы также представляют угрозу для двойных звезд. Приливному притяжению черной дыры не потребуется много времени, чтобы нарушить двойные орбиты и заставить звезды разделиться навсегда. Приливные силы также будут иметь тенденцию нарушать формирование двойных звезд в пользу более крупных одиночных звезд. Поэтому астрономы предположили, что образование двойных звезд вблизи Стрельца А* маловероятно, и даже если двойная система образовалась, она не просуществует долго в космических масштабах времени. Поэтому астрономы были удивлены, когда обнаружили двойную систему, известную как D9.
Система D9 молодая, ей всего около 3 миллионов лет. Он состоит из одной звезды с массой около 3 солнечных и другой с массой около 75% массы Солнца. Орбита системы находится на расстоянии 6000 а.е. от Sag A* при самом близком сближении, что на удивление близко. По оценкам моделирования системы D9, примерно через миллион лет гравитационное влияние черной дыры заставит две звезды слиться в одну звезду. Но даже такое короткое время жизни является неожиданным и показывает, что область вблизи сверхмассивной черной дыры гораздо менее разрушительна, чем мы думали.
Также удивительно, что система вообще была обнаружена. Центр нашей галактики окутан газом и пылью, а это означает, что мы не можем наблюдать эту область в видимом спектре. Мы можем видеть звезды в этом регионе только с помощью радио- и инфракрасного света. Двойные звезды расположены слишком близко друг к другу, чтобы мы могли идентифицировать их по отдельности, поэтому команда использовала данные сканера и спектрографа повышенного разрешения (ERIS) на Очень Большом телескопе ESO, а также архивные данные спектрографа для полевых наблюдений INtegral в Ближний инфракрасный диапазон (SINFONI). Это дало команде данные, охватывающие 15-летний период времени, чего было достаточно, чтобы наблюдать свет красного и синего смещения D9, когда звезды вращаются вокруг друг друга каждые 372 дня.
Теперь, когда мы знаем, что двойная система D9 существует, астрономы могут искать другие двойные звезды. Это может помочь нам разгадать загадку того, как такие системы могут формироваться так близко к гравитационному зверю в сердце нашей галактики.
Ссылка: Пайскер, Флориан и др. «Двойная система в скоплении S вблизи сверхмассивной черной дыры Стрелец А». Природные коммуникации 15.1 (2024): 10608.
