Μια συναρπαστική νέα μελέτη από το Ινστιτούτο Αστρονομίας του Πανεπιστημίου της Χαβάης (IfA) αποκαλύπτει την ταραχώδη ιστορία ενός κόκκινου γίγαντα που φαίνεται να… παραβιάζει τους κανόνες της αστρικής εξέλιξης.
Οι επιστήμονες εντόπισαν λεπτές δονήσεις στο φως του άστρου—πραγματικά «αστροσεισμούς»—οι οποίοι υποδεικνύουν ένα βίαιο παρελθόν: πιθανή σύγκρουση και συγχώνευση με άλλο άστρο, γεγονός που το άφησε να περιστρέφεται ασυνήθιστα γρήγορα. Σήμερα, αυτός ο γίγαντας περιφέρεται γύρω από μια σιωπηλή (μη ενεργή) μαύρη τρύπα στο σύστημα Gaia BH2.
Οι παρατηρήσεις έγιναν με το διαστημικό τηλεσκόπιο TESS της NASA, το οποίο ανίχνευσε εξαιρετικά αδύναμες διακυμάνσεις στην φωτεινότητα του άστρου. Αυτές οι μικροδονήσεις λειτουργούν όπως οι σεισμοί στη Γη: αποκαλύπτουν τι συμβαίνει στο εσωτερικό του άστρου και επιτρέπουν στους επιστήμονες να εξάγουν με ακρίβεια τις εσωτερικές του ιδιότητες. Το σύστημα Gaia BH2 είχε αναγνωριστεί πρώτα από την αποστολή Gaia της ESA το 2023 ως δυαδικό σύστημα με μια μαύρη τρύπα που δεν εκπέμπει ακτίνες Χ.
Το εντυπωσιακότερο εύρημα αφορά τη χημική σύσταση του γίγαντα. Το άστρο είναι «πλούσιο σε άλφα στοιχεία», κάτι που συνήθως συναντάται σε πολύ παλιά άστρα. Ωστόσο, η ανάλυση των αστρικών δονήσεων αποκάλυψε ότι είναι μόλις 5 δισεκατομμυρίων ετών, πολύ νέο για να διαθέτει τέτοια αρχαία χημικά χαρακτηριστικά.
Η ασυνήθιστη αυτή αντίφαση υποδηλώνει ότι το άστρο δεν εξελίχθηκε μόνο του: πιθανότατα απέκτησε επιπλέον μάζα από έναν αστρικό σύντροφο, ίσως μέσω συγχώνευσης ή απορρόφησης υλικού όταν σχηματίστηκε η μαύρη τρύπα.
Παρατηρήσεις από επίγειες εγκαταστάσεις δείχνουν ότι το άστρο περιστρέφεται μία φορά κάθε 398 ημέρες, ρυθμός πολύ γρηγορότερος από τον αναμενόμενο για έναν απομονωμένο κόκκινο γίγαντα.
Αν η μέτρηση είναι ακριβής, τότε η ταχύτητα περιστροφής δεν μπορεί να εξηγηθεί από τις συνθήκες γέννησής του. Πιθανή εξήγηση είναι ότι το άστρο «επιταχύνθηκε» από παλιότερες ισχυρές παλιρροϊκές αλληλεπιδράσεις με τον συνοδό του—ενισχύοντας το σενάριο μιας χαοτικής ιστορίας.
Οι ερευνητές εξέτασαν επίσης το σύστημα Gaia BH3, όπου ένα άλλο άστρο–συνοδός της μαύρης τρύπας φαίνεται να προκαλεί νέα ερωτήματα. Παρότι τα μοντέλα προβλέπουν ότι θα έπρεπε να παρουσιάζει σαφείς αστρικές ταλαντώσεις, δεν εντοπίστηκε καμία. Αυτό πιθανόν δείχνει ότι οι θεωρίες μας για τα εξαιρετικά φτωχά σε μέταλλα άστραχρειάζονται αναθεώρηση.
Τα συστήματα Gaia BH2 και BH3 περιέχουν ανενεργές μαύρες τρύπες, δηλαδή αντικείμενα που δεν απορροφούν ύλη και επομένως δεν εκπέμπουν ακτίνες Χ. Η ανακάλυψή τους έγινε χάρη στις εξαιρετικά ακριβείς μετρήσεις κινήσεων των άστρων από τη Gaia—ένα γεγονός που ξαναδιαμορφώνει τον τρόπο με τον οποίο εντοπίζουμε «σιωπηλές» μαύρες τρύπες στον Γαλαξία.
Μελλοντικές παρατηρήσεις από το TESS θα επιτρέψουν στους επιστήμονες να μελετήσουν ακόμη πιο λεπτομερώς τις δονήσεις του άστρου στο Gaia BH2 και να επιβεβαιώσουν αν όντως προέκυψε από μια αστρική συγχώνευση. Αυτό θα βοηθήσει να κατανοηθεί πώς σχηματίζονται τέτοια «ήσυχα» δυαδικά συστήματα με μαύρες τρύπες και ποιο είναι το πραγματικό παρελθόν αυτών των παράξενων άστρων.
