Поиск «третьего колеса»: астрономы проверили 18 систем с чёрными дырами и нейтронными звёздами
Группа астрономов представила результаты поиска третьих тел в 18 двойных системах, состоящих из компактных объектов — чёрных дыр и нейтронных звёзд. Исследование опубликовано в виде препринта на arXiv.
Учёные наблюдали пять спокойных маломассивных рентгеновских двойных с чёрными дырами, источник Gaia BH1 и 12 систем с нейтронными звёздами, открытых телескопом Gaia. Целью было проверить гипотезу о том, что такие пары могут образовываться в иерархических тройных системах, где третий компонент влияет на эволюцию.
Наблюдения проводились в ближнем инфракрасном диапазоне с использованием адаптивной оптики на крупных телескопах. Для подавления яркого свечения центральной звезды применялась дифференциальная обработка изображений с эталонной звездой и алгоритм Карунена–Лоэва.
Хотя было обнаружено несколько тусклых звёзд, ранее не видимых на снимках обзоров, ни одна из них не оказалась достаточно близкой к системе, чтобы быть гравитационно связанной. С помощью тестов внедрения искусственных объектов учёные выяснили, что большинство кандидатов на расстоянии менее 10 угловых секунд являются артефактами.
Авторы построили кривые контраста и перевели их в ограничения на массу и температуру возможных третьих тел. Для систем с чёрными дырами (на расстоянии до нескольких килопарсек) исключены компаньоны главной последовательности тяжелее 0,1–0,3 массы Солнца на проекционных расстояниях более 2000 а. е. Для источников Gaia (чёрная дыра и нейтронные звёзды) аналогичные пороги составляют 500 а. е.
Ранее у известной системы V404 Лебедя был найден третий компаньон массой 1,2 солнечной, что подтверждает возможность тройного сценария. Однако новые данные показывают, что такие случаи редки: ни один из 18 объектов не продемонстрировал признаков массивного третьего тела в исследованном диапазоне расстояний.
Впрочем, результаты не исключают существования тусклых белых карликов промежуточной массы, которые могли остыть со времени формирования. Для их поиска потребуются более глубокие наблюдения на космическом телескопе «Джеймс Уэбб». Дополнительные измерения собственных движений помогут подтвердить или опровергнуть гравитационную связь выявленных кандидатов.
