Гравитационная линза открыла невидимую звездную систему

Две звезды, слишком тусклые для того, чтобы их могли заметить телескопы, выдали себя гравитационной линзой, исказившей свет более далекой и яркой звезды.

Гравитационная линза Gaia16aye

Европейский космический телескоп Gaia проводит детальные астрометрические наблюдения за звездами нашей Галактики, точно фиксируя их светимости, положения и движения.

В 2016 году аппарат заметил, что одна из них ведет себя очень необычно, быстро и резко меняя яркость. Такое поведение связано не с особенностями самой звезды, а с расположенным между нами и ею массивным объектом. Для телескопов он остается невидим, однако сильная гравитация искажает свет расположенной дальше звезды, выдавая его присутствие.

Гравитационная линза получила название Gaia16aye, и авторы новой статьи, опубликованной в журнале Astronomy & Astrophysics, смогли выяснить ее природу. Подход, использованный Лукашем Вырзыковски (Łukasz Wyrzykowski) из Варшавского университета и его коллегами, может оказаться полезным для изучения других объектов, недоступных обычным методам наблюдений, — прежде всего черных дыр.

«Одиночная линза, созданная одиночным объектом, дает просто небольшой, постепенный рост яркости и затем постепенный спад, по мере того, как она проходит на фоне удаленного источника, — объясняет Вырзыковски. — В этом случае яркость не только падала резко, но и через пару недель так же резко выросла, что очень необычно».

©ESA, Mellinger, Digital Sky Survey, Pan-STARRS1, Wyrzykowski et al., 2020
Для дополнительного изучения необычного объекта были использованы наземные телескопы.

На протяжении 500 суток наблюдений ученые видели пять таких циклов. Исследователи связали их с гравитационной линзой, созданной двойной звездой. Вращаясь, такая система создает сложную систему небольших и быстродвижущихся гравитационных линз, которые вызывают резкие изменения в яркости более далекой звезды.

500 дней наблюдений за Gaia16aye / ©ESA, Wyrzykowski et al., 2020
Эти изменения позволили астрономам рассчитать характеристики двойной, получившей индекс 2MASS19400112+3007533, не наблюдая ее непосредственно. По оценкам ученых, она включает два красных карлика массами 57 и 36 процентов от массы Солнца, которые обращаются вокруг общего центра тяжести за 2,88 земных года.

«Мы смогли определить период вращения системы, массы ее компонентов, размеры и форму их орбит, буквально все, — говорит Лукаш Вырзыковски,— даже не видя ее». Авторы считают, что применение такого подхода к другим данным Gaia позволит найти и описать множество других объектов, видимых лишь как гравитационные линзы и недоступных другим методам.