Звезда, която се върти странно в пространството, може да подсказва за съществуването на един от най-търсените обекти в галактиката.
На около 5825 светлинни години от Земята е забелязана червена гигантска звезда, която се движи в бавен орбитален танц със своя спътник. Проблемът? От мястото, където би трябвало да се намира двойният спътник, не идва абсолютно никаква светлина.
Става още по-интересно. Въз основа на поведението на червения гигант астрономите, ръководени от Сонг Уанг от Китайската академия на науките, са определили, че масата на невидимия обект е само 3,6 пъти по-голяма от тази на Слънцето. Има и още едно потенциално обяснение - черна дупка, при това с дребни размери, която се намира в средата на мистериозната празнота в данните, известна като разликата в ниските маси.
Обектът, кръстен G3425, може да ни научи на много неща за миниатюрните черни дупки.
„Рядкото откритие на G3425 предоставя доказателства за съществуването на черни дупки с по-малка разлика в масата в невзаимодействащи двойни звезди, което е трудно да се открие чрез рентгеново излъчване“, пишат изследователите в своя документ.
„По-специално, формирането на нейната изненадващо широка кръгова орбита е предизвикателство за сегашните теории за еволюцията на двойните звезди и за експлозията на свръхнова.“
Черните дупки са свръхплътни обекти, които се образуват от остатъчните ядра на мъртви звезди, след като изчерпят горивото си и колабират под въздействието на гравитацията. Белите джуджета се образуват от звезди с маса до около осем пъти по-голяма от тази на Слънцето, а горната граница на масата им е около 1,4 пъти по-голяма от тази на Слънцето.
По-тежките обекти стават още по-плътни; това са неутронните звезди с маси до около 2,3 слънчеви маси (макар че между масовите диапазони може да има известно припокриване).
При над 2,3 слънчеви маси, според най-добрите ни модели, неутронната звезда вече не може да издържа на вътрешния натиск на гравитацията. Тя трябва да се срине напълно, образувайки черна дупка.
Именно тук се появява разликата в масите. Открили сме изключително малко кандидати за черни дупки с маса под пет слънчеви маси. Или не ни бива особено в откриването им, или нещо пречи на образуването им.
Всъщност това, че не ни бива, не е напълно извън възможностите. Освен ако не растат активно - процес, при който се генерира рентгеново излъчване от материала, който се върти около черната дупка под екстремно гравитационно въздействие - черните дупки са много трудни за откриване. Те могат да оказват влияние върху нещата около тях, но колкото по-малка е черната дупка, толкова по-слабо изразено е това влияние.
Мисията „Гая“ на Европейската космическа агенция обаче ни дава отличен инструмент за откриване на невидимото. Дългосрочната мисия картографира Млечния път в три измерения, включително движенията и скоростите на звездите. Това означава, че когато открием звезда, която сякаш танцува буквално с нищо, можем да я разгледаме по-отблизо, за да видим какво може да има - или да няма - там.
Именно това е довело екипа на Уанг до G3425. Те използват спектроскопия от многообектния спектроскоп с голяма апертура на Китайската академия на науките, за да търсят промени в светлината на звездата при движението ѝ около взаимния център на тежестта на двойката, и използваха данни от Gaia, за да търсят движенията на звездите в пространството.
Масата на червената звезда гигант в G3425 се оценява на около 2,7 слънца. Движението ѝ предполага, че тя е на сравнително широка орбита, като ѝ отнема около 880 дни, за да се движи около взаимен център на тежестта с обект, чиято маса е изчислена на около 3,6 пъти по-голяма от тази на Слънцето.
Тази орбита, според моделирането на екипа, е доста кръгова. Други черни дупки със звездна маса в двойни системи обикновено имат елиптични орбити. Кръговата орбита означава, че двойната система е била стабилна и необезпокоявана дълго време; тя не съответства на нашето разбиране за двойните системи с черни дупки, тъй като свръхновата, която произвежда черната дупка, може да създаде доста големи смущения, изхвърляйки самата черна дупка или извън пътя, или чисто през пространството с висока скорост.
G3425 повдига някои въпроси. Но може да съдържа и някои отговори. Най-добрият начин да получим тези отговори ще бъде да открием още черни дупки с ниска маса, пръснати из галактиката, и да използваме статистически данни, за да разберем различните начини, по които могат да се образуват черни дупки, въз основа на това, което открием.
„Бъдещите спектроскопски и астрометрични наблюдения - пишат изследователите - могат да помогнат за разкриването на популация от двойни системи с черни дупки с ниска маса и разнообразни параметри и да осигурят задълбочен поглед върху формирането и еволюцията на двойните системи.“
Изследването е публикувано в Nature.
Източник: Science Alert
