Naukowcy zajrzeli do wnętrza czerwonego olbrzyma. Znaleźli tam gwiazdę
Astronomowie z Uniwersytetu Hawjskiego przyjrzeli się ostatnio gwieździe krążącej wokół czarnej dziury Gaia BH2. Obserwacje masywnego czerwonego olbrzyma okazały się niezwykle intrygujące. Delikatne trzęsienia gwiazdy pozwoliły bowiem badaczom zajrzeć do jej wnętrza.
Układ Gaia BH2
W ramach swojego projektu badawczego naukowcy wykorzystali precyzyjne pomiary jasności z satelity TESS, aby "posłuchać" delikatnych drgań dochodzących z wnętrza czerwonego olbrzyma krążącego wokół czarnej dziury Gaia BH2, odkrytej w 2023 r. przez teleskop kosmiczny Gaia. Owe swoiste oscylacje gwiezdne, podobne do fal sejsmicznych na Ziemi, pozwoliły zajrzeć pod powierzchnię gwiazdy i ustalić, co znajduje się w jej wnętrzu.
Wnioski zespołu, opisane w „The Astronomical Journal”, wskazują, że czerwony olbrzym mógł kiedyś zderzyć się i połączyć z inną gwiazdą. Taki epizod tłumaczyłby pozostałości po „wybuchowej” przeszłości oraz utrzymujący się szybki obrót gwiazdy wokół własnej osi. Obecnie gwiazda ta krąży wokół „cichej” czarnej dziury, która nie pochłania aktualnie żadnej materii z otoczenia, a tym samym nie emituje promieniowania rentgenowskiego.
Jak ustalić przeszłość odległej gwiazdy?
Kluczem do rozwiązania zagadki okazał się skład chemiczny gwiazdy. Obiekt jest bogaty w pierwiastki alfa, typowe dla bardzo starych gwiazd. Problem jednak w tym, że analiza drgań wykazała, że gwiazda ma ok. 5 mld lat, czyli jest znacznie młodsza, niż wskazuje na to jej skład chemiczny. To sugeruje, że gwiazda nie ewoluowała samotnie i mogła po prostu pochłonąć swojego gwiezdnego towarzysza lub też pozyskać masę od gwiazdy, która eksplodowała jako supernowa i która pozostawiła po sobie czarną dziurę.
Dodatkowe, wieloletnie obserwacje naziemne pokazały, że czerwony olbrzym obraca się raz na 398 dni. To znacznie szybciej niż oczekiwano dla izolowanego obiektu w tym stadium ewolucji. Taki obrót wskazuje na oddziaływania pływowe w układzie, które mogły dosłownie „rozkręcić” gwiazdę. To tylko dowód na to, jak skomplikowana jest przeszłość układu Gaia BH2.
Zespół porównał wyniki z drugim układem, Gaia BH3, gdzie towarzysz czarnej dziury jest z kolei niezwykle ubogi w metale. Modele przewidywały wyraźne oscylacje, jednak w obserwacjach niczego nie udało się wykryć. Brak drgań może oznaczać, że teorie dotyczące ekstremalnie ubogich w metale gwiazd wymagają korekty.
Oba układy, Gaia BH2 i BH3 to układy, w których znajduje się milcząca, uśpiona czarna dziura, której obecność udało się wykryć wyłącznie na podstawie precyzyjnych pomiarów ruchu krążących wokół nich gwiazd. Kolejne obserwacje TESS mają pogłębić analizę oscylacji w Gaia BH2 i pomóc rozstrzygnąć, czy kluczowym etapem był rzeczywiście zderzenie gwiazd.
