By 
Згідно з новим дослідженням, проведеним дослідниками з Університетського коледжу Лондона та Університету Потсдама, дві масивні зірки в сусідній галактиці мають намір стати чорними дірами, які зрештою зіб’ються разом, створюючи хвилі в тканині простору-часу. Дослідження, прийняте для публікації в журналі Astronomy & Astrophysics, розглядало відому подвійну зірку (дві зірки, що обертаються навколо спільного центру тяжіння), аналізуючи світло зірок, отримане від ряду наземних і космічних телескопів.
Дослідники виявили, що зірки, розташовані в сусідній карликовій галактиці під назвою Мала Магелланова Хмара, частково контактують і обмінюються матеріалом одна з одною, причому одна зірка в цей момент «живиться» іншою. Вони обертаються одна над одною кожні три дні і є наймасивнішими торкаючимися зірками (відомими як контактні подвійні), які спостерігалися.
Порівнюючи результати своїх спостережень з теоретичними моделями еволюції подвійних зірок, вони виявили, що в найкращій моделі зірка, яка зараз харчується, стане чорною дірою та харчуватиметься своєю зіркою-компаньйоном. Зірка, що вижила, незабаром стане чорною дірою.
Ці чорні діри утворяться всього за пару мільйонів років, але потім будуть обертатися одна проти одної мільярди років, перш ніж зіткнутися з такою силою, що породять гравітаційні хвилі – брижі в тканині простору-часу, – які теоретично можна виявити за допомогою приладів на Землі.
Аспірант Метью Рікард (UCL Physics & Astronomy), провідний автор дослідження, сказав: «Завдяки детекторам гравітаційних хвиль Virgo та LIGO за останні кілька років було виявлено десятки злиття чорних дір. Але поки що нам ще належить спостерігати зірки, які, за прогнозами, колапсуватимуть у чорні діри такого розміру та зливатимуться в часовому масштабі, меншому за вік Всесвіту або навіть приблизно порівнянному з ним.
«Наша найкраща модель передбачає, що ці зірки зіллються у чорні діри через 18 мільярдів років. Знаходження зірок на цьому еволюційному шляху так близько до нашої галактики Чумацький Шлях дає нам чудову можливість дізнатися ще більше про те, як утворюються ці двійкові чорні діри».
Співавтор Даніель Паулі, докторант Університету Потсдама, сказав: «Ця подвійна зірка є наймасивнішою контактною подвійною системою, яку спостерігали досі. Менша, яскравіша, гарячіша зірка, яка в 32 рази перевищує масу Сонця, наразі втрачає масу від свого більшого супутника, який має масу нашого Сонця в 55 разів».
Чорні діри, які сьогодні бачать злиття астрономів, утворилися мільярди років тому, коли у Всесвіті було менше заліза та інших важчих елементів. Частка цих важких елементів зросла в міру старіння Всесвіту, і це зменшує ймовірність злиття чорних дір. Це пояснюється тим, що зірки з більшою часткою важких елементів мають сильніші вітри, і вони швидше розносяться.
Добре вивчена Мала Магелланова Хмара, розташована приблизно за 210 000 світлових років від Землі, за примхою природи містить приблизно сьому від кількості заліза та інших важких металів у нашій галактиці Чумацький Шлях. У цьому відношенні він імітує умови далекого минулого Всесвіту. Але на відміну від старших, більш віддалених галактик, вона досить близька, щоб астрономи могли вимірювати властивості окремих і подвійних зірок.
У своєму дослідженні дослідники виміряли різні смуги світла, що надходить від подвійної зірки (спектроскопічний аналіз), використовуючи дані, отримані за кілька періодів часу інструментами на космічному телескопі Хаббл (HST) NASA та Multi Unit Spectroscopic Explorer (MUSE). на Дуже великому телескопі ESO в Чилі, серед інших телескопів, у діапазоні хвиль від ультрафіолетового до оптичного та ближнього інфрачервоного.
За допомогою цих даних команда змогла розрахувати радіальну швидкість зірок, тобто рух, який вони здійснили до нас або від нас, а також їх масу, яскравість, температуру та орбіти. Потім вони зіставили ці параметри з найкращою еволюційною моделлю.
Їхній спектроскопічний аналіз показав, що велика частина зовнішньої оболонки меншої зірки була знята її більшим супутником. Вони також помітили, що радіус обох зірок перевищував їх пелюстки Роша – тобто область навколо зірки, де матеріал гравітаційно зв’язаний із цією зіркою – підтверджуючи, що частина матеріалу меншої зірки переливається та переходить до зірки-компаньйона.
Говорячи про майбутню еволюцію зірок, Рікард пояснив: «Спочатку менша зірка стане чорною дірою, лише через 700 000 років, через вражаючий вибух, який називається надновою, або вона може бути настільки масивною, що зруйнується в чорну діру. отвір без зовнішнього вибуху.
«Вони будуть неспокійними сусідами протягом приблизно трьох мільйонів років, перш ніж перша чорна діра почне нарощувати масу свого супутника, мстивши своєму супутнику».
Паулі, який проводив роботу з моделювання, додав: «Всього лише через 200 000 років, через мить в астрономічних термінах, зірка-компаньйон також колапсує в чорну діру. Ці дві масивні зірки продовжуватимуть обертатися навколо одна одної, обертаючись кожні кілька днів протягом мільярдів років.
«Поступово вони будуть втрачати цю орбітальну енергію через випромінювання гравітаційних хвиль, поки вони не обертатимуться навколо один одного кожні кілька секунд, нарешті зливаючись разом через 18 мільярдів років із величезним викидом енергії через гравітаційні хвилі».
Comments