Красный гигант, сопровождающий систему чёрных дыр Gaia BH2, открытую в 2023 году, удивил астрономов своим необычным составом.
Звезда наполнена тяжёлыми элементами, т.н. альфа-элементами — химическими сигнатурами, которые обычно встречаются в древних звёздах, образовавшихся, когда Вселенная была молодой. Исходя только из этого химического состава, ей должно быть около десяти миллиардов лет. Однако когда астрономы из Гавайского университета измерили колебания, распространяющиеся по её внутренней части, с помощью спутника TESS НАСА, они обнаружили, что возраст звезды составляет всего около пяти миллиардов лет.
Техника, называемая астеросейсмологией, работает так же, как сейсмология на Земле. Так же, как сейсмические волны раскрывают внутреннюю структуру нашей планеты, звёздные землетрясения, колебания, которые заставляют яркость звёзды слегка мерцать, раскрывают то, что происходит под поверхностью. Эти колебания позволили команде с большой точностью измерить свойства ядра звезды.
Вращение звезды даёт ещё одну подсказку: наземные телескопы показывают, что она совершает поворот за 398 дней, что намного быстрее, чем должна вращаться изолированная красная гигантская звезда её возраста. Звёзды замедляются с возрастом, теряя угловой момент. Исследование показало, что что-то ускорило вращение этой звезды.
Наиболее вероятное объяснение заключается в том, что эта звезда либо слилась с другой звездой, либо поглотила огромное количество вещества, когда из её прежнего компаньона образовалась чёрная дыра. Любое из этих событий привело бы к появлению дополнительной массы, что объясняет необычный химический состав и увеличение углового момента.
Gaia BH2 — это то, что астрономы называют «спящей системой чёрной дыры». Чёрная дыра не питается своим компаньоном, поэтому не излучает рентгеновские лучи. Эти системы были обнаружены только недавно благодаря точным измерениям движения звёзд, проведённым миссией Gaia Европейского космического агентства. Звезда-компаньон слегка колеблется, вращаясь вокруг невидимой чёрной дыры, выдавая присутствие массивного объекта.
Команда также исследовала Gaia BH3, ещё одну неактивную чёрную дыру с ещё более странным спутником. Теория предсказывала чёткие колебания, но ни одно из них не было обнаружено, что свидетельствует о необходимости пересмотра современных моделей звёзд с чрезвычайно низким содержанием металлов.
