Первая двойная звезда обнаружена возле Стрельца A*

Международная группа исследователей обнаружила двойную звезду, вращающуюся вблизи Стрельца А, сверхмассивной черной дыры в центре нашей галактики. Это первый случай обнаружения звездной пары вблизи сверхмассивной черной дыры.

Открытие, основанное на данных, собранных Очень Большим Телескопом Европейской Южной Обсерватории (VLT ESO), помогает нам понять, как звезды выживают в условиях экстремальной гравитации, и может проложить путь к обнаружению планет вблизи Стрельца А.

«Черные дыры не так разрушительны, как мы думали», — говорит Флориан Пайскер, исследователь из Кельнского университета, Германия, и ведущий автор статьи, опубликованного в Nature Communications. Двойные звезды, пары звезд, вращающихся друг вокруг друга, очень распространены во Вселенной, но их никогда раньше не находили вблизи сверхмассивных черных дыр, где сильная гравитация может сделать звездные системы нестабильными.

Это новое открытие показывает, что некоторые двойные звезды могут кратковременно существовать даже в сложных условиях. D9, как называют недавно обнаруженную двойную звезду, была обнаружена как раз вовремя: по оценкам, ей всего 2,7 миллиона лет, и мощная гравитационная сила близлежащей черной дыры, вероятно, заставит ее слиться в одну звезду всего за один миллион лет, что является очень коротким временным промежутком для такой молодой системы.

«У нас есть лишь краткий промежуток времени в космических масштабах для наблюдения такой двойной системы — и нам это удалось!» — объясняет соавтор работы Эмма Бордье, научный сотрудник Кельнского университета.

В течение многих лет ученые также считали, что экстремальная среда вблизи сверхмассивной черной дыры не позволяла новым звездам формироваться там. Однако несколько молодых звезд, обнаруженных в непосредственной близости от Стрельца A*, опровергли это предположение.

Открытие молодой двойной звезды теперь показывает, что даже звездные пары имеют потенциал для формирования в этих суровых условиях. «Система D9 демонстрирует явные признаки присутствия газа и пыли вокруг звезд, что говорит о том, что это может быть очень молодая звездная система, которая должна была образоваться в непосредственной близости от сверхмассивной черной дыры», — говорят ученые.

Недавно обнаруженная двойная звезда находится в плотном скоплении звезд и других объектов, вращающихся вокруг Стрельца A* , называемом скоплением S. Самыми загадочными в этом скоплении являются объекты G, которые ведут себя как звезды, но выглядят как облака газа и пыли.

Именно во время наблюдений за этими загадочными объектами команда ученых обнаружила удивительную закономерность в D9. Данные, полученные с помощью инструмента ERIS на телескопе VLT, в сочетании с архивными данными инструмента SINFONI выявили повторяющиеся изменения скорости звезды, указывая на то, что D9 на самом деле была двумя звездами, вращающимися друг вокруг друга.

«Я думал, что мой анализ был неверным, — говорит Флориан Пайскер, — но спектроскопическая закономерность охватывала около 15 лет, и было ясно, что это обнаружение действительно является первой двойной звездой, наблюдаемой в скоплении S».

Результаты проливают новый свет на то, чем могут быть загадочные объекты G. Команда ученых предполагает, что на самом деле они могут быть комбинацией двойных звезд, которые еще не объединились, и остатками материала от уже объединившихся звезд.

Точная природа многих объектов, вращающихся вокруг Стрельца A*, а также то, как они могли сформироваться так близко к сверхмассивной черной дыре, остается загадкой. Но вскоре обновление GRAVITY+ для интерферометра VLT и инструмента METIS на чрезвычайно большом телескопе ESO (ELT), строящемся в Чили, может изменить это.

Оба инструмента позволят астрономам проводить еще более подробные наблюдения за галактическим центром, раскрывая природу известных объектов и, несомненно, открывая больше двойных звезд и молодых систем.

Исследование было опубликовано в Nature Communications.