Астрономы обнаружили 21 нейтронную звезду, вращающуюся вокруг солнцеподобных звезд
На этой иллюстрации изображена двойная звездная система, состоящая из плотной нейтронной звезды и обычной звезды типа Солнца (вверху слева). Используя данные миссии Gaia Европейского космического агентства, астрономы обнаружили несколько систем, подобных этой, в которых два тела находятся далеко друг от друга. Поскольку тела в этих системах расположены далеко друг от друга, расстояние между ними в среднем в 300 раз больше, чем у солнечноподобной звезды, нейтронная звезда находится в состоянии покоя — она не отбирает активно массу у своего компаньона и поэтому очень слаба. Чтобы найти эти скрытые нейтронные звезды, ученые использовали наблюдения Гайи, чтобы найти колебание в солнцеподобных звездах, вызванное притягивающим действием вращающихся нейтронных звезд. Это первые нейтронные звезды, открытые исключительно благодаря их гравитационному воздействию. Автор: Caltech/R. Hurt (IPAC)
Со́лнце (астр. ☉) — одна из звёзд нашей Галактики (Млечный Путь) и единственная звезда Солнечной системы. Вокруг Солнца обращаются другие объекты этой системы: планеты и их спутники, карликовые планеты и их спутники, астероиды, метеороиды, кометы и космическая пыль.
По спектральной классификации Солнце относится к типу G2V (жёлтый карлик). Википедия
Читайте также:Проблемы на ярмарке Pixel Heaven в ВаршавеПекло
Чёрная дыра́ — область пространства-времени, гравитационное притяжение которой настолько велико, что покинуть её не могут даже объекты, движущиеся со скоростью света, в том числе кванты самого света. Граница этой области называется горизонтом событий. В простейшем случае сферически симметричной чёрной дыры он представляет собой сферу с радиусом Шварцшильда, который считается характерным размером чёрной дыры.
Теоретическая возможность существования данных областей пространства-времени следует из некоторых точных решений уравнений Эйнштейна, первое из которых было получено Карлом Шварцшильдом в 1915 году. Википедия
Нейтро́нная звезда́ — космическое тело, являющееся одним из возможных результатов эволюции звёзд, состоящее, в основном, из нейтронной сердцевины, покрытой сравнительно тонкой (около 1 км) корой вещества в виде тяжёлых атомных ядер и электронов.
Массы нейтронных звёзд сравнимы с массой Солнца, но типичный радиус нейтронной звезды составляет лишь 10—20 километров. Поэтому средняя плотность вещества такого объекта в несколько раз превышает плотность атомного ядра (которая для тяжёлых ядер составляет в среднем 2,8⋅1017 кг/м³). Дальнейшему гравитационному сжатию нейтронной звезды препятствует давление ядерного вещества, возникающее за счёт взаимодействия нейтронов. Википедия
«Гея постоянно сканирует небо и измеряет колебания более миллиарда звезд, поэтому шансы найти даже очень редкие объекты высоки», — говорит Эль-Бадри, доцент кафедры астрономии в Калифорнийском технологическом институте и научный сотрудник Макса. Институт астрономии Планка в Германии.
Новое исследование, в котором участвует группа соавторов со всего мира, было опубликовано в Открытом журнале астрофизики. Данные нескольких наземных телескопов, в том числе обсерватории В.М. Кека на Маунакеа, Гавайи; Обсерватория Ла Силья в Чили; и обсерватория Уиппла в Аризоне использовались для отслеживания наблюдений Гайи и получения дополнительной информации о массах и орбитах скрытых нейтронных звезд.
Хотя нейтронные звезды ранее обнаруживались на орбитах вокруг таких звезд, как наше Солнце, все эти системы были более компактными. Из-за небольшого расстояния, разделяющего два тела, нейтронная звезда (которая тяжелее, чем солнцеподобная звезда) может отнять массу у своего партнера. Этот процесс массопереноса заставляет нейтронную звезду ярко светиться в рентгеновском или радиодиапазоне. Напротив, нейтронные звезды в новом исследовании находятся намного дальше от своих партнеров — примерно в один-три раза дальше расстояния между Землей и Солнцем.
Это означает, что новообретенные звездные трупы находятся слишком далеко от своих партнеров, чтобы красть у них материал. Вместо этого они тихие и темные. «Это первые нейтронные звезды, открытые исключительно благодаря их гравитационному воздействию», — говорит Эль-Бадри.
Это открытие стало своего рода неожиданностью, поскольку неясно, как взорвавшаяся звезда оказалась рядом со звездой, подобной нашему Солнцу.
«У нас до сих пор нет полной модели того, как формируются эти двойные системы», — объясняет Эль-Бадри. «В принципе, прародитель нейтронной звезды должен был стать огромным и взаимодействовать со звездой солнечного типа на поздней стадии ее эволюции». Огромная звезда развернула бы маленькую звезду, вероятно, временно поглотив ее. Позже прародительница нейтронной звезды должна была взорваться сверхновой, которая, согласно моделям, должна была разорвать двойные системы, отправив нейтронные звезды и звезды, подобные Солнцу, лететь в противоположных направлениях.
«Открытие этих новых систем показывает, что по крайней мере некоторые двойные системы переживают эти катастрофические процессы, хотя модели пока не могут полностью объяснить, как это сделать», — говорит он.
Гайя смогла найти маловероятных спутников благодаря их широким орбитам и длительным периодам обращения (солнцеподобные звезды вращаются вокруг нейтронных звезд с периодами от шести месяцев до трех лет).
«Если тела окажутся слишком близко, колебание будет слишком маленьким, чтобы его можно было обнаружить», — говорит Эль-Бадри. «Благодаря Gaia мы более чувствительны к более широким орбитам». Гайя также наиболее чувствительна к двойным системам, расположенным относительно близко. Большинство недавно обнаруженных систем расположены в пределах 3000 световых лет от Земли — относительно небольшое расстояние по сравнению, например, с диаметром галактики Млечный Путь в 100 000 световых лет.
Новые наблюдения также показывают, насколько редки такие пары. «По нашим оценкам, примерно одна из миллиона звезд солнечного типа вращается вокруг нейтронной звезды по широкой орбите», — отмечает он.
Эль-Бадри также заинтересован в поиске невидимых спящих черных дыр на орбите звезд типа Солнца. Используя данные Gaia, он обнаружил две такие тихие черные дыры, спрятанные в нашей галактике. Одна из них, названная Gaia BH1, является ближайшей к Земле известной черной дырой и находится на расстоянии 1600 световых лет от Земли.
«Мы также не знаем наверняка, как образовались эти двойные черные дыры», — говорит Эль-Бадри. «В наших моделях эволюции двойных звезд явно есть пробелы. Поиск большего количества этих темных компаньонов и сравнение статистики их населения с предсказаниями различных моделей поможет нам понять, как они формируются».
Больше информации: Kareem El-Badry et al, A population of neutron star candidates in wide orbits from Gaia astrometry, The Open Journal of Astrophysics (2024). DOI: 10.33232/001c.121261
Источник: California Institute of Technology
0 комментариев