11.01.2023
Астрономы обнаружили сверхтяжелые нейтронные звезды, которые просуществовали всего доли секунды, прежде чем превратиться в черные дыры. Новый класс космических тел ученые описали в журнале Nature.
Когда звезды определенного диапазона масс взрываются как сверхновые, они оставляют после себя плотное ядро, известное как нейтронная звезда. Их масса выше массы Солнца, а размер может быть сравним с площадью среднего города, с той разницей, что нейтронная звезда — это шар. Они часто попадают в двойные системы, где в конечном итоге две нейтронные звезды будут двигаться по спирали внутрь, пока не столкнутся, чтобы сформировать один объект.
Каким будет этот объект, зависит от общей массы. Если максимальная масса нейтронных звезд превышает две массы Солнца, то в результате столкновения сформируется черная дыра, а если меньше — образуется новая нейтронная звезда.
В новом исследовании астрономы обнаружили два слияния нейтронных звезд, в результате которых образовались черные дыры. Однако также ученые обнаружили сигналы промежуточной стадии — сверхтяжелых нейтронных звезд, которые существуют всего лишь миллисекунды.
Согласно компьютерному моделированию слияний нейтронных звезд, если образуется сверхтяжелая нейтронная звезда, в гравитационных волнах, испускаемых во время события, должен возникать особый паттерн, известный как квазипериодические колебания (QPO).
Чтобы проверить это, астрономы просмотрели архивные данные о 700 коротких гамма-всплесках (GRB), зарегистрированных тремя обсерваториями за последние несколько десятилетий. QPO гамма-излучения были обнаружены в двух событиях: одно произошло в июле 1991 года, другое — в ноябре 1993-го.
Команда подсчитала, что обнаруженные сверхтяжелые нейтронные звезды имели бы массу более чем в 2,5 раза больше массы Солнца и просуществовали бы не более 300 миллисекунд, прежде чем схлопнуться в черные дыры. Они также вращались бы очень быстро — почти 78 000 оборотов в минуту, если бы продержались так долго. Для сравнения: самый быстрый пульсар вращается со скоростью менее 43 000 об/мин.
Ученые считают, что дополнительную информацию о подобных короткоживущих объектах смогут представить телескопы нового поколения.
На видео ниже — моделирование слияния двух нейтронных звезд.
Нет комментариев