Naukowcy z University College London i University of Potsdam w Niemczech zbadali dwie z dwóch najmasywniejszych gwiazd kontaktowych w sąsiedniej galaktyce, które ostatecznie zamienią się w czarne dziury i zderzą, wysyłając fale w czasie i przestrzeni.
Czarne dziury, które widzimy dzisiaj, powstały miliardy lat temu, kiedy we wszechświecie było mało żelaza i innych ciężkich pierwiastków. Wraz ze starzeniem się Wszechświata poziomy tych pierwiastków wzrosły, przez co zjawisko łączenia się czarnych dziur stało się mniej powszechne.
Gwiazdy, które krążą wokół wspólnego środka ciężkości i są wspólnie określane jako gwiazdy podwójne, znajdują się w Małym Obłoku Magellana, zaledwie 210 000 lat świetlnych od naszej Drogi Mlecznej. Gwiazdy krążą wokół siebie co trzy dni i są największymi gwiazdami kontaktowymi (podwójnymi), jakie kiedykolwiek zaobserwowano. Ale to ich wzajemnie destrukcyjny związek zaintrygował badaczy.
Korzystając z długoterminowych danych zebranych przez Teleskop Hubble’a i Multi-Unit Spectroscopic Explorer (MUSE) na Bardzo Dużym Teleskopie Europejskiego Obserwatorium Południowego (ESO) w Chile, a także przez inne teleskopy, naukowcy zmierzyli różne pasma światła nadchodzącego z binarnego. Gwiazda (spektroskopia). Odkryli, że większość zewnętrznej atmosfery mniejszej gwiazdy została zdarta przez większą.
„Ten układ podwójny gwiazd jest najbardziej masywnym układem podwójnym kontaktowym zaobserwowanym do tej pory” – powiedział Daniel Pauli, współautor badania. „Mniejsza, jaśniejsza i gorętsza gwiazda, która ma masę 32 razy większą od masy Słońca, obecnie traci masę na rzecz swojego większego towarzysza, który jest 55 razy masywniejszy od naszego Słońca”.
Według naukowców w astronomicznym schemacie ewolucji nie potrwa długo, zanim młoda gwiazda zamieni się w czarną dziurę i rola gwiazdy zostanie odwrócona.
powiedział Matthew Rickard, główny autor badania. „Będą burzliwymi sąsiadami przez około trzy miliony lat, zanim pierwsza czarna dziura zacznie gromadzić swojego towarzysza i wziąć odwet na swoim towarzyszu”.
Ich odkrycia zostały poparte porównaniem obserwacji fal grawitacyjnych z interferometru Virgo i LIGO, Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory, z teoretycznymi modelami ewolucji gwiazd podwójnych.
„Dzięki detektorom fal grawitacyjnych Virgo i LIGO w ciągu ostatnich kilku lat wykryto dziesiątki połączeń czarnych dziur” – powiedział Rickard. „Jednak do tej pory nie obserwowaliśmy jeszcze gwiazd, od których oczekuje się, że zapadną się w czarne dziury tej wielkości i połączą się w krótszej skali czasowej lub nawet w skali porównywalnej z wiekiem wszechświata”.
Fale grawitacyjne to niewidzialne „fale” w czasoprzestrzeni spowodowane najbardziej gwałtownymi i energetycznymi procesami we wszechświecie. Najpotężniejsze fale grawitacyjne są powodowane przez katastrofalne zdarzenia, takie jak zderzenia czarnych dziur, które zakłóciłyby czasoprzestrzeń w sposób powodujący wysyłanie kosmicznych fal, przemieszczających się we wszystkich kierunkach z prędkością światła. Te zmarszczki niosą informację o swoim pochodzeniu.
„Dopiero po 200 000 lat, w astronomicznym momencie, gwiazda towarzysząca również zapadnie się w czarną dziurę” – powiedział Pauli. „Te dwie masywne gwiazdy będą nadal krążyć wokół siebie, wirując i wirując co kilka dni przez miliardy lat”.
Zgodnie z wynikami badań mamy trochę czasu, zanim zderzą się czarne dziury. Ale kiedy to zrobią, wygeneruje fale grawitacyjne, które można wykryć na Ziemi.
„Będą powoli tracić tę energię orbitalną poprzez emisję fal grawitacyjnych, aż zaczną krążyć wokół siebie co kilka sekund, ostatecznie łącząc się w ciągu 18 miliardów lat wraz z masowym uwolnieniem energii przez fale grawitacyjne” – powiedział Pauli.
Obecność takich gwiazd tak blisko naszej galaktyki umożliwiła naukowcom poszerzenie naszej wiedzy o wszechświecie.
„Znalezienie gwiazd na tej ścieżce ewolucyjnej w pobliżu naszej Drogi Mlecznej daje nam doskonałą okazję, aby dowiedzieć się więcej o tym, jak powstają układy podwójne czarnych dziur” – dodał Rickard.
Badanie zostało przyjęte do publikacji w czasopiśmie Astronomia i astrofizyka.
źródło: University College London
„Analityk. Nieuleczalny nerd z bekonu. Przedsiębiorca. Oddany pisarz. Wielokrotnie nagradzany alkoholowy ninja. Subtelnie czarujący czytelnik.”
