Черную дыру застали за превращением звезды в алмазную планету⁠⁠

Международная группа астрономов обнаружила звезду, обращающуюся вокруг черной дыры на рекордно близком расстоянии — она делает полный оборот около объекта всего за 28 минут. Открытие было сделано благодаря циклу наблюдений за шаровым скоплением 47 Тукана с помощью космических рентгеновских телескопов «Чандра» и NuSTAR, а также австралийскому массиву радиотелескопов ATCA. Ученые предполагают, что после поглощения оболочки светила черной дырой звезда может превратиться в необычную экзопланету, состоящую в основном из алмаза.

Шаровое скопление 47 Тукана

Двойные системы широко распространены в нашей Галактике — по некоторым оценкам, они встречаются даже чаще, чем одиночные звезды, подобные Солнцу. Выделяют несколько типов таких звезд. К примеру, по расстоянию между компонентами двойные системы можно поделить на тесные — в них происходит интенсивный обмен материей между звездами — и разделенные. Примером тесных двойных являются системы из белого карлика и красного гиганта, эволюционирующие со временем в сверхновую Ia типа за счет того, что белый карлик непрерывно стягивает с крупной звезды материю и наращивает свою массу до предела Чандрасекара.

Предел Чандрасекара — верхний предел массы, при котором звезда может существовать как белый карлик. Если масса звезды превышает этот предел, то она становится нейтронной звездой.

Длительные наблюдения за двойными звездами позволяют установить их орбиты и массы. Наряду со спектральными данными это позволяет ученым установить природу звезд, входящих в пару. Известны системы, в которых одним из компонентов оказывается нейтронная звезда или черная дыра.

Система белого карлика и черной дыры в представлении художника. На врезе — фотография источника X9 в рентгеновском диапазоне ,сделанная «Чандрой»

Авторы новой работы исследовали рентгеновский источник X9 в шаровом скоплении 47 Тукана, расположенный на окраине Галактики, в 14800 световых годах от Земли. Этот источник был хорошо известен — считалось, что он представляет собой катаклизмическую переменную звезду, поляр. Однако недавние радионаблюдения системы поставили под сомнение это предположение.

С помощью тщательного анализа архивных данных рентгеновских телескопов «Чандра», Einstein, NuSTAR, Swift, а также серии новых наблюдений астрономы показали, что X9 — рекордно тесная двойная система, состоящая из белого карлика и компактного объекта. По словам авторов, второй объект с большой долей вероятности является черной дырой звездной массы. Второй вариант — нейтронная звезда — ученые называют маловероятным, поскольку в двойных системах с нейтронными звездами наблюдается ряд особенностей, отсутствующих у X9. Период обращения белого карлика составляет около 28 минут, а расстояние до черной дыры всего в 2,5 раза превышает расстояние от Земли до Луны.

Рентгеновские телескопы «Чандра», «NuSTAR» и «Swift»

Близость звезды и черной дыры приводит к тому, что первая постоянно теряет массу. Но, по оценкам авторов, звезда не упадет на черную дыру. Постепенно ее орбита будет становиться все шире и шире — в конце концов звезда либо полностью испарится, либо превратится в экзотическую планету. Белые карлики — проэволюционировавшие звезды, поэтому в их ядрах содержится большое количество тяжелых элементов, таких как углерод и кислород. Астрономы допускают, что после поглощения оболочки от карлика останется лишь алмазное ядро. Подобные объекты уже были обнаружены в Галактике.

BPM 37093 "Люси"

Звезды вблизи массивных черных дыр испытывают серьезные приливные воздействия. Это часто приводит к их разрушению. В 2015 году астрономы наблюдали такой приливной разрыв в центре удаленной галактики SDSS J0159+0033.

Источник