Астрономы отыскали прародителя двойной системы черных дыр, в далеком будущем они сольются, породив всплеск гравитационных волн. SSN 7 — самая тяжелая из двойных систем, подобных Алголю, расположенная в соседней с Млечным Путем галактике.
Массивные звезды с массами более 8 масс Солнца играют важную роль в эволюции галактик. В частности, они ответственны за ионизацию газа в областях активного звездообразования, могут инициировать и тормозить процессы звездообразования, порождают мощные звездные ветра, а также поставляют в межзвездную среду различные химические элементы и пыль на финальных этапах эволюции, и, в конечном итоге, становятся прародителями компактных объектов — нейтронных звезд и черных дыр. Особенно интересны для ученых тесные двойные системы, содержащие массивные звезды, так как у них может быть сложный эволюционный путь, включающий в себя процессы обмена массой, что представляет большой интерес для поиска прародителей всплесков гравитационных волн в виде двойных систем из компактных объектов.
Группа астрономов во главе с Мэтью Рикардом (Matthew Rickard) из Университетского колледжа Лондона опубликовала результаты анализа данных наблюдений за массивной двойной системой SSN 7, расположенной в области звездообразования в галактике-спутнике Млечного Пути Малом Магеллановом Облаке. Наблюдения за ней велись при помощи космических телескопов «Хаббл» и FUSE, а также наземного комплекса телескопов VLT и охватывали ультрафиолетовый, оптический и инфракрасный диапазоны длин волн.
SSN 7 расположена в ядре молодого скопления NGC 346, которое содержит большую популяцию О-звезд и окружена областью ионизированного водорода. Это спектрально-двойная система, содержащая звезду типа ON3 If∗ и звезду типа O5.5 V((f)), которая считается одной из самых массивных двойных с малым уровнем металличности в галактике. Такие системы интересны как аналоги прародителей сливающихся компактных объектов в далеких галактиках.
Анализ данных наблюдений показал, что оба компонента SSN 7 обладают сравнимой светимостью, но отличаются по другим свойствам. Первичной звездой системы является звезда О-типа с эффективной температурой 43,6 тысячи кельвин и массой 32 массы Солнца, которая необычно активно для своей светимости теряет массу. Второй компонент системы обладает массой 55 масс Солнца, эффективной температурой 38,7 тысячи кельвин и теряет массу со скоростью, сравнимой с другими звездами О-типа в галактике.
Таким образом, в системе идет обмен массой между звездами, которые находятся на круговой орбите с периодом 3,07 дня. Оба компонента заполняют свои полости Роша и должны соприкасаться. Текущий возраст системы составляет четыре миллиона лет, в настоящее время она является самой массивной из известных на сегодняшний день систем типа Алголя. В дальнейшем одна из звезд превратится в черную дыру, которая начнет поглощать вещество компаньона, и он спустя некоторое время тоже превратится в черную дыру. Постепенно две черные дыры будут сближаться, вращаясь вокруг друг друга, и через 18 миллиардов лет сольются, породив всплеск гравитационных волн.
Препринт работы доступен на сайте arXiv.org.
Автор: Александр Войтюк