Астрономы обнаружили загадочный космический объект, который может оказаться самой легкой черной дырой или самой тяжелой нейтронной звездой из когда-либо обнаруженных — или чем-то совершенно новым для науки.
Неизвестный объект, обнаруженный на расстоянии 40 000 световых лет от нас в плотном скоплении звезд под названием NGC 1851, был обнаружен благодаря быстрым вспышкам его орбитального компаньона — вращающейся нейтронной звезды, известной как пульсар, который испускает луч света раз в 6 миллисекунд.
По словам исследователей, новое образование попадает в исторический «зазор масс» между черными дырами и нейтронными звездами, что означает, что оно может быть любой из них. Свои выводы исследователи опубликовали 18 января в журнале Science.
«Любой из вариантов происхождения компаньона является захватывающим», — сказал в своем заявлении ведущий автор Бен Стапперс. «Система пульсар-черная дыра станет важной мишенью для проверки теорий гравитации, а тяжелая нейтронная звезда даст новые знания в области ядерной физики при очень высоких плотностях».
И черные дыры, и нейтронные звезды — это звездные трупы, остающиеся после того, как массивные звезды заканчивают свою жизнь в результате сильных взрывов, называемых сверхновыми. Однако, несмотря на одинаковое рождение, эти два типа объектов могут иметь совершенно разную массу: Сверхмассивные черные дыры могут весить миллиарды Солнц, в то время как нейтронные звезды редко бывают тяжелее трех солнечных масс. Но самые легкие черные дыры и самые тяжелые нейтронные звезды могут выглядеть очень похоже с большого расстояния.
На протяжении большей части истории астрономии ученые могли обнаружить только нейтронные звезды, масса которых в два раза больше массы Солнца, и черные дыры, масса которых не превышает пяти масс Солнца, а все, что находится между ними, оставалось загадкой. Пропасть между ними, известная как разрыв масс, была наконец преодолена в 2019 году, когда Лазерная интерферометрическая гравитационно-волновая обсерватория (LIGO) обнаружила пульсации пространства-времени, указывающие на легкую черную дыру или тяжелую нейтронную звезду, находящуюся где-то между этими двумя. Тем не менее, обнаружение объектов, заполняющих массовую пустоту, с помощью обычных световых телескопов оставалось неуловимым.
Чтобы обнаружить новый объект, астрономы использовали радиотелескоп MeerKAT в Южной Африке для сканирования шарового скопления NGC 1851 — скопления звезд, настолько плотно упакованных, что космические печи могут иногда сбивать друг друга с орбит и даже сталкиваться.
Слабые радиоимпульсы, повторяющиеся 170 раз в секунду, привлекли внимание астрономов к пульсару, и, наблюдая за тонкими изменениями в его регулярных «тиках», ученые составили карту его орбитального движения. В результате выяснилось, что пульсар находится в бинарной системе, вращаясь вокруг объекта массой около 3,9 солнечных масс — как раз в середине разрыва в массах.
Что это может быть за объект — самая массивная из известных нейтронных звезд, самая легкая черная дыра или какая-то еще не охарактеризованная экзотическая звездная шелуха — пока неясно. Но исследователи говорят, что более глубокое изучение этого объекта может помочь им проверить существующие теории материи.
«Мы еще не закончили работу с этой системой», — говорит соавтор исследования Арунима Дутта. «Раскрытие истинной природы компаньона станет поворотным пунктом в нашем понимании нейтронных звезд, черных дыр и всего остального, что может скрываться в интервале масс черных дыр».
Нет комментариев