Открыта первая двойная звезда вблизи сверхмассивной черной дыры в центре Млечного Пути

В пределах трех световых лет (один парсек) от сверхмассивной черной дыры Стрелец А*, которая находится в центре Млечного Пути, довольно тесно. Расположенное там ядерное звездное скопление — одно из самых плотных и массивных в Галактике. Его звезды крайне разнообразны по возрасту, массе, размеру и светимости.

За миллиарды лет некоторые звезды предсказуемо «упали» еще ближе к сверхмассивной черной дыре, на расстояние до 0,13 светового года, или 8,2 тысячи астрономических единиц (среднее расстояние от Солнца до Земли). Иногда эту группу называют скоплением Стрельца А*, или «S-звездами» (не путать со звездами S-типа). Примечательно, что, помимо звезд возрастом более трех миллиардов лет, там есть чрезвычайно молодые светила возрастом от четырех до шести миллионов лет. Что еще удивительнее: они все выглядят одинокими, хотя, по результатам наблюдений и моделирований, большинство звезд формируется в парах и тройках.

Молодой возраст звезд вблизи сверхмассивной черной дыры и их одиночество навели ученых на предположение, что многие из этих объектов — результат слияния двойных звезд или разлученные пары. Более того, в скопление Стрельца А* входят необычные G-объекты, напоминающие гигантские газовые облака, которые могут быть промежуточным этапом в слиянии двойной звезды в единое целое.

Поиск двойной звезды в окрестностях центра Галактики, наконец, увенчался успехом. Используя архивные данные наблюдений со спектрографа SINFONI телескопа VLT и работающего в ближнем инфракрасном диапазоне инструмента NIRC2 телескопа Keck, международная группа астрономов впервые нашла двойную звезду вблизи центра Млечного Пути. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Communications.

Возраст пары D9 — около 2,7 миллиона лет. Вероятно, она состоит из «основной» звезды Хербига (Ae/Be) массой примерно 2,8 солнечной массы и звезды типа Т Тельца в 0,73 солнечной массы. Вокруг общего центра масс они обращаются за 372 земных дня. Расстояние между ними — всего 1,59 астрономической единицы. По расчетам ученых, сверхмассивная черная дыра «разделила» бы их, если бы расстояние превышало 42,4 астрономической единицы.

«В системе D9 есть признаки наличия газа и пыли вокруг звезд, а это указывает, что это может быть очень молодая звездная система, которая, видимо, сформировалась вблизи сверхмассивной черной дыры», — объяснил соавтор работы Михаль Зайачек, исследователь из Масарикова университета (Чехия).

По фотометрическим параметрам D9 можно считать представителем G-объектов. Видимо, в группу G-объектов действительно попали соединившиеся двойные, окруженные облаком обломков, и двойные на грани слияния. По оценкам, D9 станет единым целым примерно через миллион лет.

Наличие компаньона, близость к сверхмассивной черной дыре и экстремальные условия в центре Млечного Пути — факторы, которые значительно влияют на эволюцию звезды. Поиск новых пар вроде D9 и более пристальное изучение звезд в центре Галактики позволит разобраться в эволюции объектов в окрестностях сверхмассивных черных дыр. Кстати, существует даже предположение, что молодость «S-звезд» объясняется «обратной эволюцией» под влиянием темной материи.