Astronomi su otkrili tragove haotične prošlosti jednog crvenog diva detektujući suptilne zvjezdane vibracije koje nagovještavaju davni sudar i neočekivano brzu rotaciju.
Astronomi s Instituta za astronomiju Univerziteta Hawaiʻi (IfA) sastavili su turbulentnu historiju udaljenog crvenog diva proučavajući ritmove skrivene u njegovoj svjetlosti. Blagi pomaci u sjaju zvijezde ukazuju na to da se u prošlosti možda sudarila i stopila s drugom zvijezdom, dramatičan događaj koji ju je ostavio da se rotira neobično brzo. Danas ta zvijezda kruži oko uspavane crne rupe u sistemu Gaia BH2.
Uz zapažanja iz NASA-inog Satelita za istraživanje tranzitnih egzoplaneta (TESS), istraživači IfA-a identifikovali su slabe “zvjezdotrese” koji se kreću kroz prateću zvijezdu sistema Gaia BH2, koji je Evropska svemirska agencija (ESA) 2023. godine prepoznala kao sistem crne rupe. Slično načinu na koji seizmička aktivnost otkriva unutrašnjost Zemlje, ove vibracije ponudile su neobičan uvid unutar zvijezde i omogućile naučnicima da s izuzetnom preciznošću odrede njene temeljne karakteristike. Istraživanje je objavljeno u časopisu The Astronomical Journal.
“Baš kao što seizmolozi koriste potrese za proučavanje Zemljine unutrašnjosti, možemo koristiti zvjezdane oscilacije da bismo razumjeli šta se dešava unutar udaljenih zvijezda,” rekao je istraživač IfA-a Daniel Hey, vodeći autor studije. “Ove vibracije rekle su nam nešto neočekivano o historiji ove zvijezde.”
Zvijezda koja prkosi starosti
Najneočekivanije otkriće došlo je iz sastava zvijezde. Klasificirana je kao “alfa-bogata”, što ukazuje da sadrži obilje težih elemenata koji se obično vide u zvijezdama koje su davno formirane, što bi normalno impliciralo veliku starost. Ipak, kada su istraživači analizirali njene vibracije, utvrdili su da je zvijezda stara samo oko 5 milijardi godina, što je premlado da bi prirodno posjedovala ove hemijske karakteristike.
“Mlade, alfa-bogate zvijezde prilično su rijetke i zbunjujuće,” objasnio je Hey. “Kombinacija mladosti i drevne hemije sugeriše da ova zvijezda nije evoluirala u izolaciji. Vjerovatno je stekla dodatnu masu od pratioca, bilo kroz spajanje ili apsorbovanjem materijala kada je crna rupa nastala.”
Brža nego što se očekivalo
Misterija se produbljuje dugoročnim zapažanjima teleskopa sa Zemlje koja pokazuju da se zvijezda rotira jednom u 398 dana, mnogo brže nego što se očekuje za izolovanog crvenog diva njene starosti.
“Ako je ova rotacija stvarna, ne može se objasniti samo rođenjem zvijezde,” rekao je koautor Joel Ong, NASA Hubble Fellow pri IfA-u. “Zvijezda je morala biti ubrzana kroz plimske interakcije sa svojim pratiocem, što dodatno podržava ideju da ovaj sistem ima složenu historiju.”
Tim je također ispitao Gaia BH3, drugi sistem crne rupe s još neobičnijom pratećom zvijezdom. Iako su modeli predviđali da bi ova zvijezda trebala pokazivati jasne oscilacije, nijedna nije detektovana, nagovještavajući da bi trenutne teorije o ekstremno siromašnim metalima zvijezdama možda trebalo ažurirati.
I Gaia BH2 i BH3 su uspavani sistemi crnih rupa, što znači da se ne hrane svojim pratećim zvijezdama i stoga ne emituju X-zrake. Njihovo otkriće preciznim mjerenjima kretanja zvijezda preoblikuje način na koji astronomi razumiju crne rupe u našoj galaksiji.
Dublji uvid u budućnosti
Buduća TESS zapažanja sistema Gaia BH2 pružit će naučnicima bliži pogled na njegove zvjezdane vibracije i možda potvrditi je li nastao kroz prošlo spajanje, pomažući da se razotkrije kako su nastali ovi tihi parovi crnih rupa.
