Дві зірки, схожі на Сонце, опинилися біля чорних дір і вижили.

Чорна дірка зіркової маси — це те, що колись було ядром дуже масивної зірки, зазвичай в десятки разів важчої за Сонце. Такі дірки не «живуть» довго: іноді лише за 10 мільйонів років у їхніх ядрах повністю «вичерпується» все термоядерне паливо.

Тоді вже нічого не може стримувати гравітацію, яка прагне стиснути речовину. Від цього стиснення ядро розігрівається, нагріває та роздуває навколишні шари. Зірка тимчасово стає червоним гігантом, а потім вибухає надновою — скидає всю зовнішню оболонку. Ядро при цьому «провалюється» само в себе: перетворюється на чорну діру.

Цей класичний, повсюдно спостережуваний сценарій не дозволяє уявити собі, щоб у чорної діри була «жива і неушкоджена» карликова зірка-супутник, тим більше на близькій відстані. За всіма розрахунками, велика супутниця повинна поглинути її, ще будучи на стадії червоного гіганта: старіючі зірки розширюються до величезних діаметрів, і перебувати поруч з ними в цей час — певна загибель.

Саме тому астрономів так озадачують, зокрема, дві системи, виявлені космічною обсерваторією Gaia: BH1 і BH2. BH, як легко здогадатися, означає black hole — «чорна діра». Чорна діра № 1 розташована на відстані 1560 світлових років від нас, у сузір'ї Змієносця, № 2 — на відстані 3800 світлових років від Землі, у сузір'ї Центавра. Їхня маса дуже схожа: 9,6 та 8,9 маси Сонця.

І в однієї, і в другої є супутники, причому в обох випадках це зірки «вагою» приблизно з наше світило. Обидві ще «живі», правда, друга вже завершує основний етап своєї еволюції та перетворилася на червоного гіганта. Але все ж це за своїм типом сонцеподібна зірка.

Цікаво, що ці «сонця» розташувалися до своїх чорних дір дуже близько: у BH1 зірка знаходиться майже на відстані Землі від Сонця, у BH2 — там, де в Сонячній системі Юпітер. При цьому «прародительки» цих чорних дір були зірками величезних мас: наприклад, BH2 була ядром світла «вагою» у 92 Сонця, а BH1 абсолютно точно мала масу більше 50 Сонць. Як вони при таких габаритах не «з'їли» супутників ще до своєї «смерті» або не вибили їх із системи після того, як спалахнули надновими, — цікаве питання.

Команда астрономів зі Швейцарії, США, Іспанії та Греції запропонувала відповідь. У своїй статті (доступна на сервері препринтів arXiv.org) вчені поділилися розрахунками, з яких виходить, що ці величезні «прародительки» чорних дір червоними гігантами ніколи не були: до моменту «вичерпання» ядра вони давно втратили велику частину своєї речовини «по дорозі».

У космосі спостерігають такі приклади, їх називають зірками Вольфа — Райє (на честь французьких астрономів-першовідкривачів). Ці світла спочатку тяжеловагі, але вони, здається, не в змозі утримувати в собі таку масу і поступово викидають її. Один із найефектніших прикладів — WR 124, оточена важкою «хмарою» власного викинутого речовини, хоча вона при цьому надновою не вибухала.

Як пояснили астрономи, при такому сценарії до моменту свого кінця як зірки у BH2 повинно було залишитися маси всього приблизно на 11 Сонць. Пару сонячних мас скинули геть, а решта «схлопнулася» в чорну діру.

Моделювання показало, що в принципі все це цілком дозволяє жовтим карликовим супутникам продовжувати спокійно «жити», поки з їхніми гігантськими «братами» відбуваються всі ці трансформації. До речі, маломасивні зірки «спалюють» у собі водень мільярди років, так що для них метаморфози тяжеловагів — мимолетне спогад.

Спостережувана ситуація породжує і більш цікаве питання: означає це, що планети у сонцеподібних зірок також можуть пережити подібне сусідство і в подальшому існувати близько чорної діри? Однак поки астрономічні інструменти недостатньо ефективні, щоб впевнено виявляти планети на таких відстанях.