1. Астрономы объяснили появление удаленных планет-гигантов подобных гипотетической Девятой планете Сформировавшиеся планеты нередко мигригруют по молодой системе, взаимодействуя друг с другом. Если в этом «танце» крупная планета отлетает слишком далеко, она должна покинуть «семью». Тем не менее, даже в нашей системе есть гипотетический гигант на дальней орбите. В новой работе ученые показали, что помогает таким планетам удержаться. В 2016 году ученые заметили аномалии в орбитах объектов Пояса Койпера — области системы за орбитой Нептуна. Тела там распределены так, будто на них влияет массивное тело — гипотетическая Девятая планета. Искать гипотетического гиганта сложно из-за недостатка солнечного света. Весной 2025 года ученые нашли «медленно двигающуюся точку» которая может оказаться заветным объектом. Как массивная планета могла попасть на такую орбиту и удержаться там, не вылетев из системы? К сожалению, известно очень мало экзопланет на удаленных орбитах. Причина проста — их очень сложно «ловить» существующими инструментами. Большинство экзопланет (4,4 тысячи объектов) обнаружено по падению яркости звезды, когда планета загораживает ее свет. Еще 1,5 тысячи — по колебанию светила из-за гравитационного влияния планет. В общем, оба метода подходят для поиска больших и массивных планет на близких к светилу орбитах — меньше орбиты Меркурия в Солнечной системе. Как показало новое исследование, чрезвычайно удаленные планеты-гиганты — не аномалия, а побочный «продукт» эволюции систем. Авторы работы, результаты которой опубликованы в журнале Nature Astronomy, смоделировали поведение тысяч разных планетных систем в условиях «звездных яслей». Они рассмотрели и системы у двойных звезд, и системы с разным соотношением газовых и ледяных гигантов. «Когда планеты-гиганты разбрасывают друг друга через гравитационные взаимодействия, некоторые из них отлетают далеко от своей звезды. Если это происходит в определенных временных рамках, и при подходящих условиях окружающего космоса, то эти планеты не вылетают из системы, а застревают на чрезвычайно широких орбитах», — объяснил главный автор исследования Андре Изидоро, исследователь из Университета Райса (США). Ученые считают орбиту широкой, если ее дальняя точка находится на расстоянии от ста до 10 тысяч астрономических единиц от звезды. Если бы вблизи не было других звезд, система не могла бы удержать отлетевшую на такое расстояние планету. «Соседи» по «звездным яслям» помогают гравитационно стабилизировать орбиту «беглеца». Согласно результатам моделирования, эффективность «поимки» улетающего гиганта— от одного до пяти процентов. В системах подобных Солнечной — от пяти до 10 процентов. Молодая Солнечная система прошла через две важные фазы нестабильности: рост Урана и Нептуна и позднее «разбрасывание» газовых гигантов. Если система в эти периоды оставалась в «звездных яслях», то с вероятностью до 40% она могла отбросить и удержать объект вроде Девятой планеты. «На каждую тысячу звезд мы ожидаем увидеть примерно одну планету на широкой орбите. Это количество может показаться незначительным, но Галактике миллиарды звезд, так что в итоге получается немало», — пояснил Андре Изидоро. Проведенное моделирование упростило подбор систем-кандидатов для поиска удаленных планет. В первую очередь стоит исследовать звезды с высокой металличностью, рядом с которыми уже открыты газовые гиганты. Такие наблюдения начнутся с запуском обсерватории Веры Рубин. Она же поможет подтвердить или опровергнуть существование гипотетической Девятой планеты в Солнечной системе. 2. Астрофизики рассказали, как умирающее Солнце оживит спутник Юпитера Когда Солнце «состарится» и станет красным гигантом, оно не только окончательно погубит всякую жизнь на Земле, но и может уничтожить саму нашу планету, зато более далекие миры получат шанс стать теплыми оазисами. По мнению ученых, такие перспективы есть для покрытого льдом спутника Юпитера Европы, внутри которого давно подозревают подледный океан с пригодными для жизни условиями. По прогнозам астрофизиков, примерно через пять миллиардов лет Солнце начнет увеличиваться в размерах — переходить на стадию красного гиганта. По оценкам, оно наверняка расширится до пределов орбиты Земли, а возможно, что поглотит и Марс. Это заставило ученых задуматься о том, в какой ситуации при этом окажутся остальные планеты. Дело в том, что газовые гиганты владеют целой коллекцией обледенелых лун. У Юпитера это не только белеющая своим поверхностным льдом Европа, но и Каллисто, а также Ганимед. У Сатурна — Энцелад. Внутренний слой льда подозревают также, например, у спутника Урана Миранды. Есть подозрения, что гравитация планет незаметно деформирует их маленькие спутники по мере их движения по своим орбитам, а за счет этого возникает внутренний нагрев, достаточный для существования в недрах этих миниатюрных миров подледных океанов. Недавно ученые из Корнеллского университета (США) пришли к выводу, что для этих лун превращение Солнца в красного гиганта будет означать долгожданную оттепель. В своей статье, доступной на сервере препринтов arXiv.org , они описали, до какой степени Европа должна будет оттаять к тому времени, как Земля исчезнет навсегда. По приведенным прогнозам, через семь с небольшим миллиардов лет наша звезда расширится настолько, что Юпитер вместе со всем своим многочисленным спутниковым семейством окажется на таком же расстоянии от ее поверхности, на каком сейчас находится Земля — ориентировочно 150 миллионов километров. В таком случае дневные температуры на экваторе Европы могут достигать +42 градусов Цельсия. Поверхностный лед неизбежно начнет сублимировать — переходить сразу в газообразное состояние. Над луной поднимется водяной пар, образуются облака. Это небесное тело по размерам и массе — меньше Луны и не в силах будет своей гравитацией удерживать вокруг себя атмосферу достаточно плотную для долгого сохранения воды в жидком состоянии на поверхности: для этого требуется достаточное давление. Тем не менее, по расчетам, в низинах и на затененных участках кратковременное существование водоемов станет возможным. Кроме того, Европа находится в приливном захвате — всегда обращена к Юпитеру одной и той же стороной, как Луна к Земле. Поэтому «смотрящее» на планету полушарие спутника получает отраженный от нее солнечный свет, а значит, будет дополнительно нагреваться. Все это продлится на Европе лишь 200-500 миллионов лет, считают исследователи, а потом Солнце сбросит свои раздувшиеся внешние слои, и от него останется только сжавшееся ядро — белый карлик. Для эволюции гипотетической жизни на спутнике это слишком короткий срок, но интересна сама возможность ее существования и обнаружения на ненадолго «ожившей» луне. Поэтому астрономы считают нужным обратить внимание на красные гиганты, возле которых наблюдаются гигантские экзопланеты. Похожая система есть, к примеру, в созвездии Тельца в 147 световых годах от нас: там у оранжевого гиганта Эпсилон Тельца есть планета в 7,2 раза массивнее Юпитера. Она расположена от звезды в 1,8 раза дальше, чем Земля от Солнца. Кто знает, возможно, однажды у одного из таких миров найдется обитаемая луна, которая миллиарды лет хранила свой секрет под толстой ледяной скорлупой. 3. Компаньон Бетельгейзе оказался протозвездой — это единственный известный случай такого типа Красный сверхгигант Бетельгейзе в созвездии Ориона больше всего известен признаками «скорого» взрыва сверхновой, но недавно к этому добавились новые подозрения: о том, что она может быть двойной. Теперь астрономы пытаются выяснить, что представляет собой ее напарник. Недавние наблюдения привели к выводу, что это явно не белый карлик и не нейтронная звезда. Предполагают, что на самом деле это протозвезда. После «великого затемнения» Бетельгейзе в конце 2019 года многие с особенным интересом начали всматриваться в эту красноватую звезду на «плече» Ориона — тогда она внезапно стала на треть тусклее, и многие сочли это признаком ее агонии. По примерным прогнозам, в ближайшие несколько тысяч лет этот красный сверхгигант достигнет финала основного этапа своей эволюции и взорвется сверхновой — сбросит раздувшиеся внешние слои в окружающее пространство. Как выяснилось, во время того затемнения свет звезды частично закрыло густое облако пыли. Это привлекло дополнительное внимание к ее окрестностям, и недавно астрономы заметили две интересные особенности ее «поведения». Во-первых, это примерно одинаковые небольшие колебания яркости, которые повторяются в среднем каждые 5,7 года (2100 земных дней), а во-вторых, идущие с такой же периодичностью изменения в характере движения звезды относительно Земли. Дело в том, что по характеристикам идущего от звезды света астрономы могут определить, летит она к нам или от нас. Если она удаляется, волны ее света удлиняются, и она приобретает более красный оттенок. Когда приближается, световые волны, наоборот, укорачиваются, и это дает большую «синеву». Такой эффект называется, соответственно, красным и синим смещением. Благодаря этому при наблюдениях Бетельгейзе видно, что она сначала чуть менее трех лет подряд движется в нашу сторону, а потом ровно столько же времени — от нас. Все это породило гипотезу о том, что Бетельгейзе — не одиночная звезда: вероятно, у нее есть компаньон, и именно он приводит ее в движение — заставляет совершать регулярные обороты вокруг общего центра масс. Насчет того, как он может при этом вызывать колебания яркости Бетельгейзе, предполагают следующее: когда гипотетический напарник по мере своего обращения приближается к стареющей звезде, его гравитация тянет к себе ее раздутые и разреженные внешние слои. Это может провоцировать выбросы пыли со сверхгиганта. Возможной считают даже небольшую деформацию Бетельгейзе — появление на ней некой выпуклости, которая обращена в сторону напарника. Напрямую обнаружить предполагаемую α Ori B пока не удается — очевидно, мешает яркий свет Бетельгейзе. К тому же компаньон может быть окружен газопылевым диском. По расчетам, он должен быть ориентировочно на том расстоянии от Бетельгейзе, на какое от Солнца удален Сатурн. При этом в размерах он по сравнению с красным сверхгигантом — примерно как футбольный мяч по сравнению с футбольным полем, если не меньше. Миниатюрная звезда, по оценкам, содержит в себе от половины до двух солнечных масс. Бетельгейзе — примерно в 18 раз массивнее Солнца. Хотя очертания звезды-компаньона непосредственно не видны, с помощью телескопов можно попытаться составить о ней представление, что и сделала недавно международная команда исследователей. Данными своих наблюдений астрономы поделились в статье, опубликованной на сервере препринтов arXiv.org . Они рассудили, что многое можно понять по рентгеновскому излучению: если оно исходит из ближайших окрестностей Бетельгейзе, значит, там может прятаться нейтронная звезда либо белый карлик — такое компактное бывшее ядро «мертвой» звезды наверняка будет поглощать окружающее вещество в окрестностях красного сверхгиганта и испускать при этом заметные рентгеновские лучи. С другой стороны, такое излучение может говорить и о присутствии совершенно другого объекта — молодой звезды, которая еще продолжает формироваться, набирать массу и сжиматься. В ее ядре еще даже не начался нуклеосинтез, но она уже способна производить высокоэнергичные вспышки. Возраст Бетельгейзе — около 10 миллионов лет. Столь «тяжеловесные» звезды за такой срок успевают практически полностью израсходовать свое термоядерное топливо, «перегореть», но для маломассивного светила типа Солнца это только начало «жизни». Ученые решили провести наблюдения Бетельгейзе с помощью рентгеновского космического телескопа Chandra и «смотрели» именно туда, где, по их вычислениям, в тот момент и должен был быть компаньон. Результаты оказались несколько неожиданными: сколько-нибудь значимого рентгеновского излучения там не прослеживается. Астрономы пояснили, что это позволяет исключить существование возле Бетельгейзе нейтронной звезды либо белого карлика, но наличие протозвезды все же остается возможным: не исключено, что она просто уже не настолько активна. Стоит отметить, что в космосе пока не встречали других примеров такого своеобразного союза «умирающей» звезды и «едва родившейся». 4. Гравитационные волны помогли обнаружить кандидатов в «промежуточные» черные дыры Сегодня во Вселенной известны всего два типа черных дыр: звездной массы (от нескольких до десятков, реже — сотен солнечных масс) и сверхмассивные (от сотен тысяч до миллиардов масс Солнца). Но поскольку Общая теория относительности допускает существование черных дыр практически любой массы, ученые продолжают поиски «промежуточных» объектов. Недавно, проанализировав данные 11 гравитационно-волновых событий, астрофизики сообщили об обнаружении пяти кандидатов в такие черные дыры. «Промежуточными» или «легкими» черными дырами называют объекты массой 100-350 солнечных. Ранее Naked Science рассказывал об обнаружении в сердце Млечного Пути сразу двух таких «средних» объектов. Хотя точные механизмы их формирования пока неизвестны, предполагается, что они могли возникнуть путем гравитационного коллапса одиночной звезды — так же, как и черные дыры звездной массы. С той лишь разницей, что их формирование происходит в условиях, отличных от центров галактик, в которых рождаются сверхмассивные черные дыры. Теперь международная группа астрофизиков из Университета Вандербильда (США) под руководством Карен Джани (Karan Jani) и Кристал Руис-Роча (Krystal Ruiz-Rocha) проанализировала данные, полученные с помощью детекторов гравитационных волн LIGO (США) и Virgo (Италия) и выявила 11 слияний черных дыр массой 100-300 солнечных. Это — самые тяжелые из когда-либо зафиксированных гравитационно-волновых событий. Результаты нового исследования опубликованы в журнале The Astrophysical Journal Letters. Поскольку LIGO и Virgo фиксируют лишь последний миг перед слиянием, получить больше информации о формировании черных дыр средней массы непросто, астрофизики обратились к данным двух ранее опубликованных исследований. Их авторы показали и доказали, что LISA (Laser Interferometer Space Antenna) — совместная миссия NASA и Европейского космического агентства (ESA) — сможет отслеживать «промежуточные» черные дыры за годы до слияния. Запуск миссии запланирован на конец 2030-х годов. Применив алгоритм Байеса (статистический метод, используемый для определения вероятности событий на основе предыдущих знаний о них) и три модели обработки гравитационно-волновых сигналов — SEOBNRv4PHM, IMRPhenomXPHM и NRSur7dq4 — авторы новой научной работы оценили параметры каждого события, включая массу и спин черных дыр до и после слияния. Результаты показали, что в пяти из 11 зарегистрированных столкновений (GW191223, GW191225, GW190426, GW200114 и GW200214) черная дыра массой свыше 100 солнечных формировалась с вероятностью 90%. Это особенно верно для событий GW191223 и GW191225 — в них масса первичной черной дыры, скорее всего, превысила 120 солнечных. Значит, космические «монстры» средней массы могут формироваться путем поэтапных столкновений в плотных звездных скоплениях или в окрестностях активных галактических ядер. Однако, проверив согласованность моделей, исследователи выяснили, что полученные в ряде случаев результаты заметно расходятся. Возможными причинами могут быть как физические характеристики черных дыр (например, ориентацией оси и вращения), так и ограничения моделей, особенно в низкочастотном диапазоне. Тем не менее новое исследование представляет собой первый комплексный байесовский анализ 11 гравитационно-волновых событий с использованием трех независимых моделей. Астрофизики не только выявили пять убедительных кандидатов в «промежуточные» черные дыры, но и подчеркнули необходимость доработки современных моделей.
Эпицентр знаний
интересный космос
1. Астрономы объяснили появление удаленных планет-гигантов подобных гипотетической Девятой планете
Сформировавшиеся планеты нередко мигригруют по молодой системе, взаимодействуя друг с другом. Если в этом «танце» крупная планета отлетает слишком далеко, она должна покинуть «семью». Тем не менее, даже в нашей системе есть гипотетический гигант на дальней орбите. В новой работе ученые показали, что помогает таким планетам удержаться.
В 2016 году ученые заметили аномалии в орбитах объектов Пояса Койпера — области системы за орбитой Нептуна. Тела там распределены так, будто на них влияет массивное тело — гипотетическая Девятая планета. Искать гипотетического гиганта сложно из-за недостатка солнечного света. Весной 2025 года ученые нашли «медленно двигающуюся точку» которая может оказаться заветным объектом. Как массивная планета могла попасть на такую орбиту и удержаться там, не вылетев из системы?
К сожалению, известно очень мало экзопланет на удаленных орбитах. Причина проста — их очень сложно «ловить» существующими инструментами. Большинство экзопланет (4,4 тысячи объектов) обнаружено по падению яркости звезды, когда планета загораживает ее свет. Еще 1,5 тысячи — по колебанию светила из-за гравитационного влияния планет. В общем, оба метода подходят для поиска больших и массивных планет на близких к светилу орбитах — меньше орбиты Меркурия в Солнечной системе.
Как показало новое исследование, чрезвычайно удаленные планеты-гиганты — не аномалия, а побочный «продукт» эволюции систем. Авторы работы, результаты которой опубликованы в журнале Nature Astronomy, смоделировали поведение тысяч разных планетных систем в условиях «звездных яслей». Они рассмотрели и системы у двойных звезд, и системы с разным соотношением газовых и ледяных гигантов.
«Когда планеты-гиганты разбрасывают друг друга через гравитационные взаимодействия, некоторые из них отлетают далеко от своей звезды. Если это происходит в определенных временных рамках, и при подходящих условиях окружающего космоса, то эти планеты не вылетают из системы, а застревают на чрезвычайно широких орбитах», — объяснил главный автор исследования Андре Изидоро, исследователь из Университета Райса (США).
Ученые считают орбиту широкой, если ее дальняя точка находится на расстоянии от ста до 10 тысяч астрономических единиц от звезды. Если бы вблизи не было других звезд, система не могла бы удержать отлетевшую на такое расстояние планету. «Соседи» по «звездным яслям» помогают гравитационно стабилизировать орбиту «беглеца».
Согласно результатам моделирования, эффективность «поимки» улетающего гиганта— от одного до пяти процентов. В системах подобных Солнечной — от пяти до 10 процентов.
Молодая Солнечная система прошла через две важные фазы нестабильности: рост Урана и Нептуна и позднее «разбрасывание» газовых гигантов. Если система в эти периоды оставалась в «звездных яслях», то с вероятностью до 40% она могла отбросить и удержать объект вроде Девятой планеты.
«На каждую тысячу звезд мы ожидаем увидеть примерно одну планету на широкой орбите. Это количество может показаться незначительным, но Галактике миллиарды звезд, так что в итоге получается немало», — пояснил Андре Изидоро.
Проведенное моделирование упростило подбор систем-кандидатов для поиска удаленных планет. В первую очередь стоит исследовать звезды с высокой металличностью, рядом с которыми уже открыты газовые гиганты. Такие наблюдения начнутся с запуском обсерватории Веры Рубин. Она же поможет подтвердить или опровергнуть существование гипотетической Девятой планеты в Солнечной системе.
2. Астрофизики рассказали, как умирающее Солнце оживит спутник Юпитера
Когда Солнце «состарится» и станет красным гигантом, оно не только окончательно погубит всякую жизнь на Земле, но и может уничтожить саму нашу планету, зато более далекие миры получат шанс стать теплыми оазисами. По мнению ученых, такие перспективы есть для покрытого льдом спутника Юпитера Европы, внутри которого давно подозревают подледный океан с пригодными для жизни условиями.
По прогнозам астрофизиков, примерно через пять миллиардов лет Солнце начнет увеличиваться в размерах — переходить на стадию красного гиганта. По оценкам, оно наверняка расширится до пределов орбиты Земли, а возможно, что поглотит и Марс.
Это заставило ученых задуматься о том, в какой ситуации при этом окажутся остальные планеты. Дело в том, что газовые гиганты владеют целой коллекцией обледенелых лун. У Юпитера это не только белеющая своим поверхностным льдом Европа, но и Каллисто, а также Ганимед. У Сатурна — Энцелад. Внутренний слой льда подозревают также, например, у спутника Урана Миранды.
Есть подозрения, что гравитация планет незаметно деформирует их маленькие спутники по мере их движения по своим орбитам, а за счет этого возникает внутренний нагрев, достаточный для существования в недрах этих миниатюрных миров подледных океанов.
Недавно ученые из Корнеллского университета (США) пришли к выводу, что для этих лун превращение Солнца в красного гиганта будет означать долгожданную оттепель. В своей статье, доступной на сервере препринтов arXiv.org , они описали, до какой степени Европа должна будет оттаять к тому времени, как Земля исчезнет навсегда.
По приведенным прогнозам, через семь с небольшим миллиардов лет наша звезда расширится настолько, что Юпитер вместе со всем своим многочисленным спутниковым семейством окажется на таком же расстоянии от ее поверхности, на каком сейчас находится Земля — ориентировочно 150 миллионов километров. В таком случае дневные температуры на экваторе Европы могут достигать +42 градусов Цельсия. Поверхностный лед неизбежно начнет сублимировать — переходить сразу в газообразное состояние. Над луной поднимется водяной пар, образуются облака.
Это небесное тело по размерам и массе — меньше Луны и не в силах будет своей гравитацией удерживать вокруг себя атмосферу достаточно плотную для долгого сохранения воды в жидком состоянии на поверхности: для этого требуется достаточное давление. Тем не менее, по расчетам, в низинах и на затененных участках кратковременное существование водоемов станет возможным.
Кроме того, Европа находится в приливном захвате — всегда обращена к Юпитеру одной и той же стороной, как Луна к Земле. Поэтому «смотрящее» на планету полушарие спутника получает отраженный от нее солнечный свет, а значит, будет дополнительно нагреваться.
Все это продлится на Европе лишь 200-500 миллионов лет, считают исследователи, а потом Солнце сбросит свои раздувшиеся внешние слои, и от него останется только сжавшееся ядро — белый карлик. Для эволюции гипотетической жизни на спутнике это слишком короткий срок, но интересна сама возможность ее существования и обнаружения на ненадолго «ожившей» луне. Поэтому астрономы считают нужным обратить внимание на красные гиганты, возле которых наблюдаются гигантские экзопланеты.
Похожая система есть, к примеру, в созвездии Тельца в 147 световых годах от нас: там у оранжевого гиганта Эпсилон Тельца есть планета в 7,2 раза массивнее Юпитера. Она расположена от звезды в 1,8 раза дальше, чем Земля от Солнца. Кто знает, возможно, однажды у одного из таких миров найдется обитаемая луна, которая миллиарды лет хранила свой секрет под толстой ледяной скорлупой.
3. Компаньон Бетельгейзе оказался протозвездой — это единственный известный случай такого типа
Красный сверхгигант Бетельгейзе в созвездии Ориона больше всего известен признаками «скорого» взрыва сверхновой, но недавно к этому добавились новые подозрения: о том, что она может быть двойной. Теперь астрономы пытаются выяснить, что представляет собой ее напарник. Недавние наблюдения привели к выводу, что это явно не белый карлик и не нейтронная звезда. Предполагают, что на самом деле это протозвезда.
После «великого затемнения» Бетельгейзе в конце 2019 года многие с особенным интересом начали всматриваться в эту красноватую звезду на «плече» Ориона — тогда она внезапно стала на треть тусклее, и многие сочли это признаком ее агонии. По примерным прогнозам, в ближайшие несколько тысяч лет этот красный сверхгигант достигнет финала основного этапа своей эволюции и взорвется сверхновой — сбросит раздувшиеся внешние слои в окружающее пространство.
Как выяснилось, во время того затемнения свет звезды частично закрыло густое облако пыли. Это привлекло дополнительное внимание к ее окрестностям, и недавно астрономы заметили две интересные особенности ее «поведения».
Во-первых, это примерно одинаковые небольшие колебания яркости, которые повторяются в среднем каждые 5,7 года (2100 земных дней), а во-вторых, идущие с такой же периодичностью изменения в характере движения звезды относительно Земли.
Дело в том, что по характеристикам идущего от звезды света астрономы могут определить, летит она к нам или от нас. Если она удаляется, волны ее света удлиняются, и она приобретает более красный оттенок. Когда приближается, световые волны, наоборот, укорачиваются, и это дает большую «синеву». Такой эффект называется, соответственно, красным и синим смещением. Благодаря этому при наблюдениях Бетельгейзе видно, что она сначала чуть менее трех лет подряд движется в нашу сторону, а потом ровно столько же времени — от нас.
Все это породило гипотезу о том, что Бетельгейзе — не одиночная звезда: вероятно, у нее есть компаньон, и именно он приводит ее в движение — заставляет совершать регулярные обороты вокруг общего центра масс. Насчет того, как он может при этом вызывать колебания яркости Бетельгейзе, предполагают следующее: когда гипотетический напарник по мере своего обращения приближается к стареющей звезде, его гравитация тянет к себе ее раздутые и разреженные внешние слои. Это может провоцировать выбросы пыли со сверхгиганта. Возможной считают даже небольшую деформацию Бетельгейзе — появление на ней некой выпуклости, которая обращена в сторону напарника.
Напрямую обнаружить предполагаемую α Ori B пока не удается — очевидно, мешает яркий свет Бетельгейзе. К тому же компаньон может быть окружен газопылевым диском. По расчетам, он должен быть ориентировочно на том расстоянии от Бетельгейзе, на какое от Солнца удален Сатурн. При этом в размерах он по сравнению с красным сверхгигантом — примерно как футбольный мяч по сравнению с футбольным полем, если не меньше. Миниатюрная звезда, по оценкам, содержит в себе от половины до двух солнечных масс. Бетельгейзе — примерно в 18 раз массивнее Солнца.
Хотя очертания звезды-компаньона непосредственно не видны, с помощью телескопов можно попытаться составить о ней представление, что и сделала недавно международная команда исследователей. Данными своих наблюдений астрономы поделились в статье, опубликованной на сервере препринтов arXiv.org .
Они рассудили, что многое можно понять по рентгеновскому излучению: если оно исходит из ближайших окрестностей Бетельгейзе, значит, там может прятаться нейтронная звезда либо белый карлик — такое компактное бывшее ядро «мертвой» звезды наверняка будет поглощать окружающее вещество в окрестностях красного сверхгиганта и испускать при этом заметные рентгеновские лучи.
С другой стороны, такое излучение может говорить и о присутствии совершенно другого объекта — молодой звезды, которая еще продолжает формироваться, набирать массу и сжиматься. В ее ядре еще даже не начался нуклеосинтез, но она уже способна производить высокоэнергичные вспышки.
Возраст Бетельгейзе — около 10 миллионов лет. Столь «тяжеловесные» звезды за такой срок успевают практически полностью израсходовать свое термоядерное топливо, «перегореть», но для маломассивного светила типа Солнца это только начало «жизни».
Ученые решили провести наблюдения Бетельгейзе с помощью рентгеновского космического телескопа Chandra и «смотрели» именно туда, где, по их вычислениям, в тот момент и должен был быть компаньон. Результаты оказались несколько неожиданными: сколько-нибудь значимого рентгеновского излучения там не прослеживается.
Астрономы пояснили, что это позволяет исключить существование возле Бетельгейзе нейтронной звезды либо белого карлика, но наличие протозвезды все же остается возможным: не исключено, что она просто уже не настолько активна. Стоит отметить, что в космосе пока не встречали других примеров такого своеобразного союза «умирающей» звезды и «едва родившейся».
4. Гравитационные волны помогли обнаружить кандидатов в «промежуточные» черные дыры
Сегодня во Вселенной известны всего два типа черных дыр: звездной массы (от нескольких до десятков, реже — сотен солнечных масс) и сверхмассивные (от сотен тысяч до миллиардов масс Солнца). Но поскольку Общая теория относительности допускает существование черных дыр практически любой массы, ученые продолжают поиски «промежуточных» объектов. Недавно, проанализировав данные 11 гравитационно-волновых событий, астрофизики сообщили об обнаружении пяти кандидатов в такие черные дыры.
«Промежуточными» или «легкими» черными дырами называют объекты массой 100-350 солнечных. Ранее Naked Science рассказывал об обнаружении в сердце Млечного Пути сразу двух таких «средних» объектов. Хотя точные механизмы их формирования пока неизвестны, предполагается, что они могли возникнуть путем гравитационного коллапса одиночной звезды — так же, как и черные дыры звездной массы. С той лишь разницей, что их формирование происходит в условиях, отличных от центров галактик, в которых рождаются сверхмассивные черные дыры.
Теперь международная группа астрофизиков из Университета Вандербильда (США) под руководством Карен Джани (Karan Jani) и Кристал Руис-Роча (Krystal Ruiz-Rocha) проанализировала данные, полученные с помощью детекторов гравитационных волн LIGO (США) и Virgo (Италия) и выявила 11 слияний черных дыр массой 100-300 солнечных. Это — самые тяжелые из когда-либо зафиксированных гравитационно-волновых событий. Результаты нового исследования опубликованы в журнале The Astrophysical Journal Letters.
Поскольку LIGO и Virgo фиксируют лишь последний миг перед слиянием, получить больше информации о формировании черных дыр средней массы непросто, астрофизики обратились к данным двух ранее опубликованных исследований. Их авторы показали и доказали, что LISA (Laser Interferometer Space Antenna) — совместная миссия NASA и Европейского космического агентства (ESA) — сможет отслеживать «промежуточные» черные дыры за годы до слияния. Запуск миссии запланирован на конец 2030-х годов.
Применив алгоритм Байеса (статистический метод, используемый для определения вероятности событий на основе предыдущих знаний о них) и три модели обработки гравитационно-волновых сигналов — SEOBNRv4PHM, IMRPhenomXPHM и NRSur7dq4 — авторы новой научной работы оценили параметры каждого события, включая массу и спин черных дыр до и после слияния.
Результаты показали, что в пяти из 11 зарегистрированных столкновений (GW191223, GW191225, GW190426, GW200114 и GW200214) черная дыра массой свыше 100 солнечных формировалась с вероятностью 90%. Это особенно верно для событий GW191223 и GW191225 — в них масса первичной черной дыры, скорее всего, превысила 120 солнечных. Значит, космические «монстры» средней массы могут формироваться путем поэтапных столкновений в плотных звездных скоплениях или в окрестностях активных галактических ядер.
Однако, проверив согласованность моделей, исследователи выяснили, что полученные в ряде случаев результаты заметно расходятся. Возможными причинами могут быть как физические характеристики черных дыр (например, ориентацией оси и вращения), так и ограничения моделей, особенно в низкочастотном диапазоне.
Тем не менее новое исследование представляет собой первый комплексный байесовский анализ 11 гравитационно-волновых событий с использованием трех независимых моделей. Астрофизики не только выявили пять убедительных кандидатов в «промежуточные» черные дыры, но и подчеркнули необходимость доработки современных моделей.