Массивные звёзды в танце: секрет, который меняет взгляд на рождение гравитационных волн

Задумывались ли вы, как выглядят самые массивные двойные звёздные системы в нашей Галактике? Исследовательская группа раскрыла одну из таких тайн, используя архивные данные космического телескопа "Хаббл" и свежие наблюдения. Речь идет о системе NGC 3603-A1, где одна звезда весит около 93 солнечных масс, а её спутник — примерно 70 масс нашего Солнца. Вместе они образуют одну из самых тяжёлых двойных систем, известных астрономам.

Почему эта система уникальна?

Главная особенность NGC 3603-A1 — невероятная скорость орбитального движения. Эти звёзды совершают полный оборот друг вокруг друга за 3,8 дня. Для сравнения: Земля делает один оборот вокруг Солнца за 365 дней, а эти гиганты — около 100 за тот же период. Такое близкое соседство и огромные массы создают уникальные динамические эффекты, которые влияют на развитие обеих звёзд.

Открытие стало возможным благодаря внимательности одной молодой исследовательницы. Сара Бодански, студентка Карлтонского колледжа, работала удалённо в обсерватории Лоуэлла летом 2020 года — в разгар пандемии. Именно она заметила в старых данных "Хаббла" важные детали, которые ранее никто не заметил.

"Работа Сары позволила продвинуть этот проект. Она заметила то, что все упустили из виду: некоторые спектральные характеристики удваивались, когда звёзды совершали максимальные движения к нам и от нас. Без этого открытия проект бы заглох", — говорит Фил Мэсси из обсерватории Лоуэлла.

Эти наблюдения раскрыли, что объект, казавшийся одиночной звездой, на самом деле состоит из двух компонентов. Система расположена в плотном звёздном скоплении NGC 3603 — одном из самых активных регионов звездообразования в нашей Галактике. Различить эти звёзды удалось благодаря исключительной чёткости "Хаббла".

Молодые гиганты с характером

Интересно, что обе звезды в системе напоминают звёзды Вольфа-Райе — обычно это более старые, умирающие гиганты, сбрасывающие свои внешние слои мощными звёздными ветрами. Однако в NGC 3603-A1 звёзды ещё молоды, что свидетельствует о том, что в экстремальных условиях массивные звёзды могут выглядеть гораздо старше, чем есть на самом деле.

Меньшая из двух звёзд, по всей видимости, "украла" часть массы у своего более крупного компаньона, что привело к ускорению его вращения. Такой перенос массы играет ключевую роль в понимании эволюции массивных звёзд и помогает предсказать их дальнейшую судьбу.

"Для самых массивных звёзд астрономам обычно приходится полагаться на модели, которые не очень точно позволяют "взвесить" звезду. Но это исследование было сосредоточено на особом типе двойной системы, где мы можем получить более фундаментальное измерение её массы", — рассказывает Сара Бодански.

Почему это важно для науки?

Массивные двойные системы, подобные NGC 3603-A1, считаются предшественниками двойных черных дыр. В будущем такие объекты могут сливаться, создавая гравитационные волны — явление, которое ученые впервые зафиксировали в 2015 году. Понимание взаимосвязей внутри этих систем помогает астрономам прогнозировать, где и когда могут произойти такие космические события.