Гигантская звездная пара может оказаться предком двойной черной дыры
Исследовательская группа использовала архивные данные космического телескопа «Хаббл» и новые наблюдения для точного измерения двойной звездной системы NGC 3603-A1. Одна из звезд весит примерно в 93 раза больше массы нашего Солнца. Напомним, что 1M⊙ = (1,98847 ± 0,00007)*1030кг. Масса звезды-компаньона составляет около 70M⊙. Вместе они представляют собой одну из самых массивных двойных систем, когда-либо обнаруженных в нашей Галактике.
Что делает эту систему поистине необычайной, так это скорость ее орбитального движения. Два гиганта совершают один оборот вокруг общего центра масс за 3,8 земных дня. Их близость и невероятные массы создают крайне динамичные приливные взаимодействия, которые меняют облик обеих звезд.
Открытие потребовало многолетней «детективной» работы и основывалось на информации, полученной из неожиданного источника. Сара Бодански, тогда студентка Карлтонского колледжа, работала удаленно в обсерватории Лоуэлла летом 2020 года, во время пандемии. Девушка заметила в старых данных «Хаббла» детали, которые пропустили все опытные астрономы и астрофизики. Сара взялась за это дело и провела собственное расследование. Его результаты опубликованы в журнале The Astrophysical Journal.
Сара Бодански заметила, что некоторые спектральные характеристики объекта NGC 3603 в определенные моменты удваивались. Позже стало ясно, что в это время обе звезды оказывались в поле зрения земного наблюдателя. Когда одна скрывала другую, спектры менялись. Это наблюдение имело ключевое значение, поскольку выявило кратную природу того, что казалось одиночной размытой звездой. Система расположена в плотном звездном скоплении, одном из самых активных регионов звездообразования в нашей галактике, и ее детальное изучение стало возможным только благодаря исключительному разрешению телескопа «Хаббл».
Обе звезды настолько массивны и энергичны, что их первоначально приняли за звезды Вольфа-Райе, которые обычно представляют собой более старые, умирающие гиганты, сбрасывающие свои внешние слои мощным звездным ветром. Однако светила в NGC 3603-A1 на самом деле еще очень молоды. Состояние тесной звездной парочки демонстрирует экстремальные условия шаровых скоплений, в которых массивные звезды могут казаться гораздо более «зрелыми», чем они есть на самом деле.
Взаимодействие двух великанов раскрывает захватывающую историю эволюции. Меньшая из пары, по-видимому, «украла» массу у своего более крупного компаньона, что привело к ускорению его вращения. Тип передачи массы имеет решающее значение для понимания того, как звезды-гиганты меняются со временем, и позволяет пролить свет на их дальнейшую судьбу.
Для самых массивных звезд астрономам обычно приходится полагаться на модели, которые не очень хорошо подходят для «взвешивания» звезды. Но это исследование было сосредоточено на особом типе двойной системы, где мы можем получить более фундаментальное измерение ее массы.Сара Боданскиастроном.
Массивные двойные системы, такие как NGC 3603-A1, являются вероятными прародителями двойных черных дыр, которые в конечном итоге могут сливаться и создавать мощнейшие гравитационные волны. Ученые наблюдают их с 2015 года с помощью детектора LIGO и других гравитационных обсерваторий. Понимание этих звездных взаимосвязей помогает астрономам предсказывать, где и когда могут происходить такие коллизии.
