Астрофізики не зовсім впевнені, що за таємничий космічний об'єкт вони знайшли
В нашій галактиці виявлено об'єкт у бінарній системі разом з пульсаром, ще один компактний залишок мертвої зорі, але астрофізики не впевнені, чи це чорна діра, чи нейтронна зоря. У будь-якому випадку, таємничий об'єкт може надати нові знання в астрофізиці.
Міжнародна команда нещодавно за допомогою радіотелескопу MeerKAT у Південній Африці точно виміряла хронометраж пульсара, що знаходиться на відстані 39 500 світлових років від нас, розповідають OstanniPodii.com.
Пульсар -- залишок масивної зорі, який шалено обертається -- сотні разів на секунду -- і випромінює радіохвилі зі своїх полюсів, наче космічний маяк.
Вимірявши час цих імпульсів, дослідники змогли точно вирахувати, з якою швидкістю обертався пульсар.
Цей конкретний пульсар, названий PSR J0514-4002E, обертається навколо спільного центру тяжіння з компаньйоном, невидимим, але помітним за його гравітаційним притяганням до пульсара.
Компаньйон не світить, тому не може бути зорею; це має бути зоряний труп, але якого типу?
Команда використала дані MeerKAT, щоб з'ясувати, скільки часу знадобилося пульсару, щоб обертатися навколо свого супутника, та якою була їхня спільна маса. Звідси їм вдалося вирахувати, яка частина цієї маси належить пульсару, а яка -- його компаньйону.
Супутник виявився приблизно у 2,35 раза масивнішим за наше Сонце. Це робить його трохи масивнішим за найважчі нейтронні зорі, знайдені астрономами до цього часу, але набагато легшим за найменші відомі чорні діри, маса яких приблизно у 5 разів перевищує сонячну масу. Оскільки астрономи зазвичай розрізняють чорні діри й нейтронні зорі за їхньою масою, це робить компаньйона неідентифікованим астрономічним об'єктом.
Коли вмирає гігантська зоря, якщо її ядро, що залишилося, менше за 2-3 маси Сонця, вона перетворюється на так звану нейтронну зорю: вона настільки сильно стиснулася, що майже всі її атоми перетворилися на нейтрони.
Але якщо ядро, що залишилося після наднової, більш ніж у два-три рази масивніше за наше Сонце, воно продовжує колапсувати, тобто стискатися до свого центру. Атоми розпадаються на нейтрони, які розпадаються на кварки, які розпадаються на щось -- до невідомого стану матерії. У результаті утворюється чорна діра.
Вирішальним фактором у долі вигорілого ядра зорі є його маса. Але фізики не впевнені, де саме проходить ця межа, оскільки між найважчими відомими нейтронними зорями (від 2,2 до 2,5 мас Сонця) та найлегшими відомими чорними дірами (близько 5 сонячних мас) існує прогалина. Цей об'єкт точно вписується в цей проміжок.
Існування цієї прогалини роками спантеличувало фізиків, оскільки вони не могли придумати причину, чому не повинно існувати об'єктів зі вказаними масами. Дехто припускає, що щось в екстремальній фізиці наднових може якимось чином уникати утворення чорних дір у цьому діапазоні мас. Але на даний момент ми просто не знаємо достатньо про детальну фізику тих інтенсивних моментів, коли зоряне ядро колапсує. Ми знаємо лише загальні риси, але не крихітні субатомні деталі, які могли б дати відповідь на це питання.
Але той факт, що єдині відомі (до цього часу) об'єкти з розривом у масі були помічені в гравітаційних хвилях від злиття нейтронних зір, підказує цікаву можливість.
Ми знаємо, що цей об'єкт, чим би він не був, обертається навколо іншої мертвої зорі, пульсара. Виходячи з надзвичайно швидкого обертання пульсара й того факту, що пара обертається по дивній однобокій траєкторії, дослідники стверджують, що цей об'єкт, можливо, не був первісним партнером пульсара.
Справа у тому, що пара мешкає у щільно упакованій області простору, яка називається кульовим скупченням, найщільнішому у Чумацькому Шляху. У ньому зорі перебувають у небезпечній близькості одна від одної. Вони постійно гравітаційно взаємодіють: зорі збираються у пари, зливаються, або розбивають інші пари.
Дослідники вважають, що загадковий об'єкт міг утворитися у результаті злиття двох нейтронних зір, перш ніж стати парою пульсара, який сам був у парі з білим карликом.
Роботу опубліковано в журналі Science.
https://www.manchester.ac.uk/discover/news/lightest-black-hole-or-heaviest-neutron-star-manchester-astronomers-uncover-a-mysterious-object-in-milky-way/
https://www.mpg.de/21385526/0115-radi-lightest-black-hole-or-heaviest-neutron-star-150300-x