Первая в истории двойная звезда обнаружена вблизи сверхмассивной черной дыры нашей галактики

На этом изображении показано местоположение недавно обнаруженной двойной звезды D9, которая вращается вокруг Стрельца A*, сверхмассивной черной дыры в центре нашей галактики. Это первая пара звезд, когда-либо обнаруженная вблизи сверхмассивной черной дыры. Вырез показывает двойную систему, обнаруженную <a href="https://www.eso.org/public/teles-instr/paranal-observatory/vlt/vlt-instr/sinfoni/">SINFONI</a>спектрографом на <a href="http://eso.org/vlt">Очень Большом Телескопе</a> ESO. Хотя на этом изображении две звезды нельзя различить по отдельности, двойная природа D9 была выявлена с помощью спектров, полученных SINFONI в течение нескольких лет. Эти спектры показали, что свет, излучаемый водородным газом вокруг D9 <a href="https://en.wikipedia.org/wiki/Doppler_spectroscopy">периодически колеблется в направлении красных и синих длин волн</a>, когда две звезды вращаются друг вокруг друга. Автор: ESO/F. Peißker et al., S. Guisard

Международная группа исследователей обнаружила двойную звезду, вращающуюся вблизи Стрельца А*, сверхмассивной черной дыры в центре нашей галактики. Это первый случай, когда звездная пара была обнаружена 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, близких к Стрельцу A*.

«Черные дыры не так разрушительны, как мы думали», — говорит Флориан Пайскер, исследователь из Кельнского университета (Германия) и ведущий автор исследования, опубликованного в журнале Nature Communications.

Двойные звезды, пары звезд, вращающихся друг вокруг друга, очень распространены во Вселенной, но их никогда ранее не находили вблизи сверхмассивной черной дыры, где сильная гравитация может сделать звездные системы нестабильными.

Это новое открытие показывает, что некоторые двойные звезды могут кратковременно существовать даже в разрушительных условиях. D9, как называют недавно обнаруженную двойную звезду, была обнаружена как раз вовремя: по оценкам, ей всего 2,7 миллиона лет, и сильная 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.

«Это дает лишь краткий промежуток времени в космических масштабах для наблюдения такой двойной системы, и нам это удалось», — объясняет соавтор Эмма Бордье, также исследователь из Кельнского университета и бывшая студентка ESO.

В течение многих лет ученые также считали, что экстремальная среда вблизи сверхмассивной черной дыры не позволяла новым звездам формироваться там. 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 позволяет предположить, что это может быть очень молодая звездная система, которая, должно быть, сформировалась в непосредственной близости от сверхмассивной черной дыры», — объясняет соавтор Михал Заячек, научный сотрудник из Университета Масарика (Чехия) и Кельнского университета.

Недавно обнаруженная двойная звезда была обнаружена 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.

«Я думал, что мой анализ был неверным, — говорит Пайскер, — но спектроскопическая картина 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 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, остаются загадкой. Но вскоре обновление GRAVITY+ для интерферометра VLT и инструмента METIS на чрезвычайно большом телескопе ESO ( ELT), строящемся в Чили, может изменить это.

Оба объекта позволят команде провести еще более подробные наблюдения за центром Галактики, раскрыть природу известных объектов и, несомненно, обнаружить больше двойных звезд и молодых систем.

«Наше открытие позволяет нам рассуждать о наличии планет, поскольку они часто образуются вокруг молодых звезд. Кажется правдоподобным, что обнаружение планет в центре Галактики — это всего лишь вопрос времени», — заключает Пайскер.

Больше информации: Florian Peißker et al, A binary system in the S cluster close to the supermassive black hole Sagittarius A*, Nature Communications (2024). DOI: 10.1038/s41467-024-54748-3. www.nature.com/articles/s41467-024-54748-3

Источник: ESO