|
Две гигантские звезды скоро столкнутся, порождая волны в ткани пространства-времени
|
|
|
|
Согласно новому исследованию ученых из UCL (Университетский колледж Лондона) и Потсдамского университета, две массивные соприкасающиеся звезды в соседней галактике могут стать черными дырами, которые в конечном итоге столкнутся друг с другом, порождая волны в ткани пространства-времени. В исследовании, принятом к публикации в журнале Astronomy & Astrophysics, рассматривалась известная двойная звезда (две звезды, вращающиеся вокруг общего центра тяжести), анализируя звездный свет, полученный с помощью ряда наземных и космических телескопов. Исследователи обнаружили, что звезды, расположенные в соседней карликовой галактике, называемой Малым Магеллановым Облаком, находятся в частичном контакте и обмениваются материалом друг с другом, при этом одна звезда в настоящее время «питается» другой. Они вращаются вокруг друг друга каждые три дня и являются самыми массивными соприкасающимися звездами (известными как контактные двойные звезды), которые когда-либо наблюдались.
|
|
|
|
Сравнив результаты своих наблюдений с теоретическими моделями эволюции двойных звезд, они обнаружили, что в наиболее подходящей модели звезда, которая в настоящее время питается, станет черной дырой и будет питаться своей звездой-компаньоном. Выжившая звезда вскоре станет черной дырой. Эти черные дыры сформируются всего за пару миллионов лет, но затем будут вращаться вокруг друг друга в течение миллиардов лет, прежде чем столкнуться с такой силой, что они будут генерировать гравитационные волны — рябь в ткани пространства-времени, которые теоретически можно обнаружить с помощью инструменты на Земле. Кандидат наук, студент Мэтью Рикард (UCL Physics & Astronomy), ведущий автор исследования, сказал: «Благодаря детекторам гравитационных волн Virgo и LIGO за последние несколько лет были обнаружены десятки слияний черных дыр. звезды, которые, согласно предсказаниям, схлопываются в черные дыры такого размера и сливаются во временной шкале, которая короче или даже сравнима с возрастом Вселенной».
|
|
|
«Наша наиболее подходящая модель предполагает, что эти звезды сольются в черные дыры через 18 миллиардов лет. Обнаружение звезд на этом эволюционном пути так близко к нашей галактике Млечный Путь дает нам прекрасную возможность узнать еще больше о том, как формируются эти двойные черные дыры». Соавтор Даниэль Паули, доктор философии. студент Потсдамского университета, сказал: «Эта двойная звезда является самой массивной из наблюдавшихся до сих пор контактных двойных. Меньшая, более яркая и горячая звезда, масса которой в 32 раза больше массы Солнца, в настоящее время теряет массу из-за своего более крупного компаньона, который в 55 раз больше массы нашего Солнца». Черные дыры, слияние которых астрономы видят сегодня, образовались миллиарды лет назад, когда во Вселенной было меньше железа и других более тяжелых элементов. Доля этих тяжелых элементов увеличивалась по мере старения Вселенной, и это делает слияние черных дыр менее вероятным. Это связано с тем, что звезды с более высокой долей более тяжелых элементов имеют более сильные ветры и быстрее разлетаются на части.
|
|
|
|
Хорошо изученное Малое Магелланово Облако, находящееся примерно в 210 000 световых лет от Земли, по причуде природы содержит примерно одну седьмую часть содержания железа и других тяжелых металлов в нашей собственной галактике Млечный Путь. В этом отношении он имитирует условия далекого прошлого Вселенной. Но, в отличие от более старых и далеких галактик, астрономы могут измерить свойства отдельных и двойных звезд достаточно близко. В своем исследовании исследователи измерили различные полосы света, исходящего от двойной звезды (спектроскопический анализ), используя данные, полученные за несколько периодов времени с помощью инструментов космического телескопа Хаббла (HST) НАСА и многоблочного спектроскопического исследователя (MUSE) на спутнике ESO. Очень большой телескоп в Чили, среди других телескопов, в диапазоне длин волн от ультрафиолетового до оптического и ближнего инфракрасного.
|
|
|
|
С помощью этих данных команда смогла рассчитать лучевую скорость звезд, то есть движение, которое они совершали к нам или от нас, а также их массы, яркость, температуру и орбиты. Затем они сопоставили эти параметры с наиболее подходящей эволюционной моделью. Их спектроскопический анализ показал, что большая часть внешней оболочки меньшей звезды была сорвана ее более крупным компаньоном. Они также заметили, что радиус обеих звезд превышает их полость Роша, то есть область вокруг звезды, где материал гравитационно связан с этой звездой, подтверждая, что часть материала меньшей звезды переполняется и передается звезде-компаньону. Говоря о будущей эволюции звезд, Рикард объяснил: «Меньшая звезда сначала станет черной дырой всего через 700 000 лет либо в результате впечатляющего взрыва, называемого сверхновой, либо она может быть настолько массивной, что превратится в черную дыру». дыра без внешнего взрыва».
|
|
|
|
«Они будут непростыми соседями в течение примерно трех миллионов лет, прежде чем первая черная дыра начнет накапливать массу от своего компаньона, мстя ему». Паули, проводивший работу по моделированию, добавил: «Всего через 200 000 лет, мгновение по астрономическим меркам, звезда-компаньон тоже коллапсирует в черную дыру. несколько дней за миллиарды лет». «Медленно они будут терять эту орбитальную энергию из-за излучения гравитационных волн, пока не будут вращаться вокруг друг друга каждые несколько секунд, наконец, слившись вместе через 18 миллиардов лет с огромным выбросом энергии через гравитационные волны».
|
|
|
|
Источник
|
