В центре нашей галактики вращается инопланетный красный гигант. Он называется S0-6 и имеет химические следы места своего рождения далеко за пределами Млечного Пути.
Эта древняя звезда медленно движется по спирали к сверхмассивной черной дыре Стрелец А в центре Млечного Пути. В конце концов, он может быть втянут в черную дыру и уничтожен после путешествия туда в течение десятков тысяч лет.
S0-6 — не единственная инопланетная звезда, вращающаяся вокруг Стрельца А. Это часть популяции неродных звезд региона. «Аборигенов» там не так уж много, потому что сильная гравитация черной дыры влияет на окружающую среду. Экстремальные условия затрудняют формирование звезд вблизи черной дыры, хотя в этом регионе есть несколько популяций. Однако звездное население, содержащее S0-6, похоже, пришло откуда-то еще. Для S0-6 и его братьев и сестер задача состоит в том, чтобы выяснить, где это было, основываясь на их возрасте и химическом составе (то есть их металличности). Все это ключи к их истории.
Подробнее о Звезде S0-6
Откуда астрономы знают, что S0-6 образовалась где-то еще? Команда под руководством Сёго Нисиямы из Педагогического университета Мияги в Японии использовала телескоп Субару для изучения ее с 2014 по 2021 год. Они использовали прибор ближнего инфракрасного диапазона телескопа (NIR) для выполнения спектроскопии высокого разрешения света, струящегося от звезды. На основе этих данных они определили ее химический состав, а также ее лучевую скорость по направлению к черной дыре. В настоящее время S0-6 находится на расстоянии около 0,2 парсека (около 0,04 светового года) от Стрельца А и приближается с каждой секундой.
Основываясь на металличности, Нисияма и его коллеги определили, что сама звезда довольно бедна металлами. Это означает, что в ней действительно есть некоторые элементы тяжелее водорода и гелия, но не в большом количестве. Температура поверхности и величина звезды говорят им, что S0-6 является красным гигантом позднего типа с возрастом не более 10 миллиардов лет (примерно в два раза старше Солнца). Она также не путешествует в одиночку. В скоплении вокруг области Стрельца А есть много других звезд того же возраста и металличности. Однако большинство из них не соответствуют металличности звезд, родившихся в Млечном Пути. По химическому составу они больше похожи на звезды в Большом Магеллановом Облаке или других карликовых галактиках, близких к нашей.
Итак, где родилась эта звезда?
Команда Нисиямы предполагает, что эта звезда (и другие ее когорты) родилась в ядерном звездном скоплении в карликовой галактике, полностью отделенной от Млечного Пути. Кроме того, им нужно больше информации, чтобы определить его происхождение.
По словам Нисиямы, по-прежнему остается много вопросов: действительно ли S0-6 возникла за пределами галактики Млечный Путь? Есть ли у звезды спутники или она путешествовала одна? В ходе дальнейших исследований команда надеется разгадать тайны звезд вблизи сверхмассивной черной дыры.
Звезда испытала совсем другую химическую эволюцию в своей родной галактике по сравнению с теми, которые родились в нашем Млечном Пути. Существует разница в изобилии металлов между теми, кто родился в Млечном Пути, и теми, кто пришел извне. Эта разница обусловлена множеством факторов, включая первоначальное содержание газов и других материалов в галактике во время формирования звезд. Астрономы могут отличить «родное» звездное население Млечного Пути от населения других галактик, которое было уничтожено в результате столкновений и слияний.
Со временем эта галактика столкнулась с Млечным Путем. Все его компоненты были унесены в нашу галактику, и скопление, содержащее S0-6, начало длинную и медленную спираль к ядру галактики. За свою жизнь в 10 миллиардов лет эта звезда, вероятно, прошла 50 000 световых лет по глубинам космоса от места своего рождения за пределами Млечного Пути до своего нынешнего местоположения. Теперь она подвержена гравитационному влиянию Стрельца А. Пока исследовательская группа следила за ее движением, они заметили, что лучевая скорость немного увеличилась. Это говорит им о том, что S0-6 находится под влиянием черной дыры.
Исследование окрестностей черной дыры
Такие звезды, как эта, уникальны в галактике. Они не только пришли откуда-то еще, но и предоставляют информацию о гравитационных условиях, окружающих центральную сверхмассивную черную дыру. По мере приближения к черной дыре они движутся быстрее. Скорость этого ускорения даст подсказку о силе притяжения черной дыры на различных расстояниях. В этом смысле команда Нисиямы считает их виртуальными «пробными частицами», движущимися в гравитационном поле.
Они не только изучали S0-6, но и потратили несколько лет на изучение движений друго обекта – S0-2/S2 . Период обращения его вокруг черной дыры составляет около 16 лет. То, что они узнали о его движении, также говорит им больше о физических характеристиках Стрельца А. Например, они определили, что его масса составляет около 4,23 миллиона солнечных масс. Наблюдения за другими звездами S-типа (включая S0-6) дают довольно точную массу черной дыры, а их продолжающиеся движения обещают больше данных об условиях вокруг нее.