Astronómovia zistili, že hviezda obiehajúca okolo tichej čiernej diery Gaia BH2 nesie stopy dávnej zrážky, ktorá jej dodala zvláštnu chémiu aj nezvyčajne rýchlu rotáciu.
Veľká červená hviezda obiehajúca okolo čiernej diery. Zdroj. ESO/L. Calçada/Space Engine
Astronómovia z Inštitútu pre astronómiu Havajskej univerzity (IfA) poskladali dokopy búrlivú históriu vzdialeného červeného obra štúdiom rytmov skrytých v jeho svetle. Mierne zmeny v jasnosti hviezdy naznačujú, že sa v minulosti mohla zraziť a zlúčiť s inou hviezdou, čo bola dramatická udalosť, ktorá spôsobila jej nezvyčajne rýchle otáčanie.
Dnes táto hviezda obieha okolo spiacej čiernej diery v systéme Gaia BH2. Vďaka pozorovaniam zo satelitu TESS (Tranzitujúci exoplanétový prieskumný satelit NASA) identifikovali výskumníci z IfA slabé „hviezdotrasenia“ prechádzajúce spoločnou hviezdou Gaia BH2, ktorú misia Gaia Európskej vesmírnej agentúry v roku 2023 rozpoznala ako systém čiernych dier.
História záhadnej hviezdy
Podobne ako seizmická aktivita odhaľuje vnútro Zeme, tieto vibrácie ponúkli nezvyčajný pohľad do vnútra hviezdy a umožnili vedcom určiť jej základné charakteristiky s výnimočnou presnosťou.
Výskum bol publikovaný v časopise The Astronomical Journal. „Rovnako ako seizmológovia používajú zemetrasenia na štúdium vnútra Zeme, my môžeme použiť hviezdne oscilácie na pochopenie toho, čo sa deje vnútri vzdialených hviezd,“ povedal vedecký pracovník IfA Daniel Hey, hlavný autor štúdie. „Tieto vibrácie nám povedali niečo neočakávané o histórii tejto hviezdy.“ Najočakávanejším zistením bolo zloženie hviezdy.
Je klasifikovaná ako bohatá na alfa, čo naznačuje, že obsahuje množstvo ťažších prvkov typicky sa vyskytujúcich v hviezdach, ktoré vznikli dávno, čo by za normálnych okolností znamenalo vysoký vek. Keď však výskumníci analyzovali jej vibrácie, zistili, že hviezda má len približne 5 miliárd rokov, teda je príliš mladá na to, aby mala tieto chemické vlastnosti prirodzene. „Mladé hviezdy bohaté na alfa sú dosť vzácne a záhadné,“ vysvetlil Hey.
„Kombinácia mladosti a starovekej chémie naznačuje, že táto hviezda sa nevyvíjala izolovane. Pravdepodobne získala extra hmotu od spoločníka, buď fúziou, alebo absorpciou materiálu pri vzniku čiernej diery.“
Neobvykle rýchla rotácia
Záhada sa prehlbuje dlhodobými pozorovaniami z pozemných teleskopov, ktoré ukazujú, že hviezda sa otočí raz za 398 dní, čo je oveľa rýchlejšie, ako sa očakávalo v prípade izolovaného červeného obra jeho veku. „Ak je táto rotácia skutočná, nedá sa vysvetliť len rotáciou hviezdy pri jej narodení,“ povedal spoluautor Joel Ong, člen NASA Hubblovho teleskopu na IfA.
„Hviezda musela byť roztočená v dôsledku slapových interakcií so svojím spoločníkom, čo ďalej podporuje myšlienku, že tento systém má zložitú históriu.“ Tím tiež skúmal Gaia BH3, ďalší systém čiernych dier s ešte neobvyklejšou spoločníckou hviezdou.
Hoci modely predpovedali, že táto hviezda by mala vykazovať jasné oscilácie, žiadne z nich neboli zistené, čo naznačuje, že súčasné teórie o hviezdach s extrémne nízkym obsahom kovov bude možno potrebné aktualizovať. Gaia BH2 aj Gaia BH3 patria medzi tzv. neaktívne (dormant) systémy čiernych dier. To znamená, že momentálne nenasávajú hmotu od svojej sprievodnej hviezdy, a preto nevyžarujú detegovateľné röntgenové lúče. Ich objav prostredníctvom presných meraní pohybu hviezd mení spôsob, akým astronómovia chápu čierne diery v našej Galaxii.
Budúce pozorovania Gaia BH2 pomocou teleskopu TESS poskytnú vedcom bližší pohľad na jej hviezdne vibrácie a môžu potvrdiť, či vznikla v dôsledku minulej fúzie, čo pomôže odhaliť, ako tieto tiché páry čiernych dier vznikli.
Zdroj: Sci Tech Daily, The Astronomical Journal
(LDS)
