Эйнштейн был прав до триллионной доли секунды. Коллапсирующие звёзды подтвердили его теорию через столетие

На расстоянии около 4000 световых лет от Солнца находится пара звёзд, движущихся по тесной спиральной орбите, которая неминуемо приведёт их к столкновению. Астрономы давно знали о ZTF J2130, но только сейчас им удалось рассмотреть эту двойную систему с достаточной чёткостью, чтобы уловить тонкие детали сближения. Подобная картина особенно ценна, поскольку столь близкое соседство даёт шанс изучать фундаментальные свойства гравитации на фоне процессов, которые в обычных условиях остаются недоступными для прямого наблюдения.

В состав системы входит раскалённый белый карлик — плотный остаток некогда стабильной звезды солнечного типа — и малое светило, уже почти исчерпавшее своё ядерное топливо на позднем этапе эволюции. Эти объекты расположены настолько близко, что каждый оборот занимает меньше сорока минут. Под действием взаимного притяжения они вытянулись, словно капли вязкой жидкости, а с поверхности стареющего компаньона постоянно перетекает вещество, оседающее на более массивном партнёре. Такое своеобразное «перетягивание» не просто украшает картину, а играет важную роль в дальнейшем сценарии их судьбы.

Плотные звёзды, вращающиеся с такой поразительной скоростью, создают регулярные колебания пространства-времени — те самые гравитационные волны, предположенные Эйнштейном ещё в начале прошлого века и впервые зафиксированные лишь в 2015 году. Потери энергии, связанные с их излучением, постепенно уменьшают расстояние между компонентами, со временем сокращая параметры орбиты и подталкивая оба объекта к неизбежному слиянию. Благодаря этому ZTF J2130 стала удобной площадкой для проверки того, насколько точно современные законы описывают поведение материи в столь экстремальных условиях.

Чтобы проследить эволюцию орбиты, исследователи объединили информацию с телескопа Оскара Люнига в Гамбургской обсерватории и инструмента, установленного на комплексе CAHA в Испании. Такой подход позволил добиться поистине филигранной точности — измерения показали, что временной интервал, необходимый для одного оборота, ежегодно укорачивается на величину порядка двух триллионных долей секунды. Сопоставление с расчётами дало удивительно чистое совпадение: полученная картина полностью укладывается в предсказания теории общей относительности, не оставляя места для альтернативных объяснений.

При этом специалисты продолжают искать способы выйти за рамки постулатов Эйнштейна, ведь любая новая аномалия могла бы стать отправной точкой для расширения представлений о природе гравитации. Именно поэтому система ZTF J2130 вызывает столь живой интерес — каждая дополнительная доля точности способна пролить свет на области, где современная физика может начать расходиться с наблюдаемыми процессами.

Перспективы дальнейших исследований вселяют оптимизм. Астрономы установили, что будущая космическая обсерватория LISA, которую Европейское космическое агентство готовит к запуску в следующем десятилетии, сможет непосредственно уловить волны, исходящие от этой пары. Для подобных систем такая возможность особенно ценна: наблюдения гравитационных волн открывают совершенно иной пласт данных, недоступный наземным методам.

Финальный этап эволюции пары станет поистине феерическим. Когда оба компонента системы окончательно сольются, высвободившаяся энергия вызовет вспышку масштаба полноценной сверхновой, яркость которой, возможно, позволит увидеть её без помощи оптики. Но до этого момента остаётся не один год, и всё это время такая конфигурация будет продолжать служить естественным полигоном, на котором физики смогут проверять свои представления о поведении гравитации в одной из самых драматичных сцен Вселенной.