EVILSPACE

Астрономы обнаружили систему, в которой звезда движется по орбите вокруг черной дыры с периодом в полчаса. Эта орбита может оказаться самой тесной орбитой звезды вокруг черной дыры, известной ученым, в нашей галактике Млечный путь.

Это открытие было сделано при помощи двух космических телескопов НАСА: рентгеновских обсерваторий «Чандра» (Chandra) и NuSTAR, а также телескопа Australia Telescope Compact Array, расположенного на территории Западной Австралии. Эта двойная система расположена в шаровом скоплении 47 Тукана, плотном скоплении звезд в нашей Галактике, расположенном на расстоянии примерно 14800 световых лет от Земли.

И хотя астрономам эта двойная система известна уже довольно давно, однако лишь в 2015 г. команда астрономов из Университета Картина, Австралия, и Международного центра радиоастрономических исследований обнаружила, что эта система включает черную дыру, стягивающую материю со звезды-компаньона.

Новые наблюдения, проведенные при помощи рентгеновской обсерватории «Чандра», демонстрируют, что эта система – известная как X9 – непрерывно меняет свою яркость в рентгеновском диапазоне с периодом 28 минут, что, видимо, соответствует одному полному обороту звезды-компаньона вокруг черной дыры.

Кроме признаков присутствия большого количества кислорода в этой системе, в ней также обнаруживаются свидетельства того, что вокруг черной дыры обращается белый карлик, находящийся от неё на расстоянии всего лишь порядка 2,5 дистанции от Земли до Луны.

Существование сверхмассивных черных дыр на заре эволюции Вселенной ставило в недоумение астрономов с момента открытия этого факта, состоявшегося свыше 10 лет назад. Сверхмассивная черная дыра, предположительно, формируется в течение нескольких миллиардов лет, однако более двух десятков таких космических гигантов было обнаружено во Вселенной через 800 миллионов лет после Большого взрыва, произошедшего 13,8 миллиарда лет назад.

В новом исследовании команда астрономов во главе с Джоном А. Реганом (John A. Regan) из Даремского университета, Великобритания, демонстрирует новые факты, свидетельствующие в пользу гипотезы, согласно которой аномально быстрый рост черной дыры в одной галактике может быть обусловлен влиянием излучения, идущего из соседней с ней галактики.

Черные дыры в ранней Вселенной формировались в результате гравитационного коллапса молекулярного водорода. В облаке холодного молекулярного водорода рост черных дыр ограничен, поскольку в таком облаке на большом удалении от черной дыры могут формироваться звезды, и гравитационное влияние на эти удаленные звезды со стороны центральной черной дыры будет недостаточно интенсивным, чтобы звезды могли быстро упасть на черную дыру.

Однако преодоление этого затруднения может быть заключено во влиянии излучения соседней галактики, которая переводит молекулярный водород, находящийся в исходной галактике, в атомарную форму, в которой он становится менее склонным к формированию звезд и, как следствие, с большей вероятностью падает на черную дыру, что способствует её стремительному росту. Согласно исследователям масса такой соседней галактики, являющейся источником атомизирующего водород излучения, должна составлять не менее 100 миллионов масс Солнца.

22 февраля астрономы объявили об открытии, состоящем в обнаружении в общей сложности семи планет размером с Землю, которые, вероятно, являются каменистыми, на орбитах вокруг сверххолодной звезды TRAPPIST-1. Это открытие было сделано при помощи космического телескопа НАСА «Спитцер» (Spitzer), а также нескольких наземных телескопов. Однако знаменитый «охотник за планетами», космический телескоп НАСА «Кеплер» (Kepler) также наблюдал систему этой звезды, начиная с декабря 2016 г. Сегодня эти дополнительные наблюдательные данные стали доступны научному сообществу.

В период с 15 декабря 2016 г. по 4 марта космический аппарат «Кеплер», выполняющий в настоящее время расширенную миссию К2, проводил наблюдения этой системы на предмет наличия крохотных изменений светимости звезды, указывающих на прохождение перед ней планет. Эти дополнительные наблюдения могут помочь астрономам точнее оценить параметры шести из этих планет, определить орбитальный период и массу седьмой и самой далекой от центра системы планеты, называемой TRAPPIST-1h, а также получить новые сведения о магнитной активности родительской звезды.

Эти публикуемые данные наблюдений являются «сырыми», то есть представленными без предварительной обработки, однако они помогут астрономам подготовить заявки в этом месяце, в соответствии с которыми будет распределено время для наблюдений при помощи телескопов системы TRAPPIST-1 на следующую зиму. К концу мая стандартная обработка данных будет завершена, и полностью обработанные данные будут доступны в архиве со свободным доступом.

Астрономы во главе с Гербертом Пабло (Herbert Pablo), входящие в состав участников проекта BRITE (BRight Target Explorer) Constellation, а также их коллеги из обсерватории Риттера открыли необычный спад на кривой блеска очень массивной звезды, который может изменить наше понимание звезд этого класса. Йота Ориона представляет собой двойную звездную систему, и она хорошо различима на небе невооруженным глазом, являясь самой яркой звездой меча созвездия Ориона. Её уникальная изменчивость была открыта при помощи самых маленьких в мире спутников для астрономических наблюдений, известных как «наноспутники».

Уровень светимости звезды Йоты Ориона остается относительно стабильным в течение 90 процентов всего времени, однако затем резко спадает, после чего наблюдается мощное увеличение яркости. Эти необычные изменения яркости связаны с взаимодействием двух звезд, движущихся одна относительно другой по эллиптической орбите с периодом примерно 30 суток.

Хотя эти две звезды проводят большую часть времени порознь, однако один раз в течение полного орбитального витка они сближаются так, что расстояние между ними сокращается до восьми раз. В этой точке орбиты гравитационные силы, действующие между двумя звездами, становятся настолько мощными, что они мгновенно искажают очертания звезд, вытягивая их в направлении друг к другу, что приводит к необычным изменениям на кривой блеска звезды. Йота Ориона представляет собой первый в истории науки случай, когда этот эффект наблюдается для столь массивной системы (массой порядка 35 масс Солнца), что позволяет напрямую определить массы и радиусы звездных компонент системы.

Авторы работы надеются, что это открытие подстегнет интерес исследователей к поискам других таких систем, что может вылиться в фундаментальный сдвиг нашего понимания эволюции массивных звезд.

Недавнее обнаружение гравитационных волн, испускаемых при столкновении двух черных дыр массами порядка тридцати солнечных масс, при помощи наземной обсерватории LIGO возродило интерес к разработке ещё более чувствительных методов измерения. Наземные инструменты для обнаружения гравитационных волн, как правило, имеют широко разнесенные между собой в пространстве датчики, способные регистрировать мельчайшие изменения расстояния между датчиками – меньше, чем одна часть на миллиард триллионов.

Однако такие системы имеют один серьезный недостаток – они срабатывают на шум, производимый легкими вибрациями земли, возникающими в результате природных явлений или деятельности человека. Особенно трудно скомпенсировать те из этих вибраций, которые происходят довольно медленно, то есть характеризуются частотой порядка одного или менее колебания в секунду. Однако астрономам известно, что именно эти медленные изменения могут представлять большой научный интерес, указывая на компактные двойные звездные системы или гравитационные события в ранней Вселенной.

Для решения этой проблемы астрономы из Гарвард-Смитсоновского астрофизического центра, США, разработали и предложили новый метод. Метод основан на использовании атомных часов на водородных мазерах для точного измерения и предполагает обнаружение в основном гравитационных волн низкой частоты. В отличие от предлагаемых ранее методов, суть которых сводилась к точному изменению расстояния между датчиками, в этом новом методе предполагается измерение допплеровского эффекта, вызываемого крохотным смещением одного датчика относительно другого.

Предложенная измерительная система включает лазер с высокотехнологичной системой управления и прецизионные атомные часы, установленные на борту двух спутников. В отличие от других предлагаемых систем для регистрации гравитационных волн эта система требует не три, а всего лишь два различных спутника для функционирования.