Невидимый объект в космосе может быть сверхмассивной нейтронной звездой — астрофизики
Ученые заметили нечто странное в далекой звездной системе. Вернее, странное как раз то, что они не видели. Открытие, которое может положить начало новой астрофизике, описано в журнале Science Advances.
Двойная система J0008+0128 в созвездии Рыб в 4,8 тысячах световых лет от Земли выявлена при анализе данных китайского телескопа LAMOST (Large Sky Area Multi-Object Fiber Spectroscopic Telescope) и проекта APOGEE (Apache Point Observatory Galactic Evolution Experiment), а также уже выведенной из эксплуатации космической обсерватории Gaia. Пара состоит из красного гиганта и его массивного компаньона.
Красный гигант виден в данных как на ладони. Куда интереснее то, что скрыто, — невидимый объект, который своей мощной гравитацией раскачивает соседнюю звезду.
Самое подходящее объяснение исключено
Исследователи перебрали возможные сценарии и пришли к выводу, что этот невидимый объект — скорее всего, нейтронная звезда. Большинство нейтронных звезд весят примерно в 1,4 раза больше нашего Солнца. Масса же этого загадочного объекта составляет от 1,8 до 2,8 солнечных, лучшая оценка — 2,20 M☉.
Загадка в том, откуда взялась лишняя масса. Ее решение могло бы помочь лучше понять сложные астрофизические взаимодействия, порождающие нейтронные звезды, и ту причудливую, экстремальную физику, что творится у них внутри.
Самым подходящим объяснением аномалии мог бы быть переток материи с красного гиганта к нейтронной звезде, сделавший ее такой «раскормленной» — но для этого участники звездного альянса слишком далеки друг от друга.
«Поскольку они так далеко друг от друга, понятно, что вещество на нейтронную звезду никогда не перетекало», — говорит астроном Скотт Рэнсом из Национальной радиоастрономической обсерватории в Вирджинии.
Другие возможные версии
Остаются два варианта. Либо нейтронные звезды могут быть куда массивнее, чем считается — что, по словам Рэнсома, «означало бы, что мы очень плохо понимаем физику сверхновых», — либо сверхновая, породившая эту звезду, стала результатом слияния двух белых карликов. Последний сценарий не невозможен, но крайне маловероятен.
«Возможно, там были два белых карлика и красный гигант, причем два белых карлика обращались по очень тесной орбите вокруг красного гиганта, и в конце концов столкнулись друг с другом и превратились в массивную нейтронную звезду», — рассуждает ученый.
Он допускает и другие возможные объяснения. Невидимый компаньон может быть на самом деле или парой обычных нейтронных звезд, обращающихся вместе, или связкой нейтронная звезда + белый карлик. Наконец, то, что авторы сочли нейтронной звездой, вполне может оказаться очень легкой черной дырой — на что, к слову, указывает предполагаемая круглая орбита.
«С точки зрения астрофизики нет причин, по которым не могло бы существовать таких маленьких черных дыр — просто мы не видим ни одной из них в нашей Галактике. [Форма орбиты], вероятно, означает, что рождение этой нейтронной звезды или черной дыры было не особенно бурным», — полагает астроном.
Принято считать, что рождение черной дыры звездной массы протекает в некотором смысле спокойнее, чем нейтронной звезды, которую взрыв сверхновой может выбросить на хаотичную орбиту или вообще в далекий космос. «Так что более круговая орбита может быть свидетельством того, что это черная дыра, а не нейтронная звезда», — говорит Рэнсом.
Правду мы уже не узнаем
Узнать наверняка, что это за объект и как он образовался, уже, видимо, не суждено — разве что с запуском более чувствительной рентгеновской обсерватории.
«Никаких радиопульсаций ни один телескоп в мире, вероятно, не найдет в ближайшие десятилетия, потому что объект и так уже наблюдали лучшими в мире [радио]телескопами. Досадно — это был бы железный сигнал, что перед нами нейтронная звезда. А кроме этого, не знаю, что еще можно сделать, так что мы, возможно, никогда этого не узнаем», — подытожил исследователь.
