Астрономи відкрили незвичайний компактний об'єкт у нашій Галактиці, який може бути або наймасивнішою з відомих нейтронною зорею, або найлегшою чорною дірою. Об'єкт приблизно у три рази масивніший за Сонце, що забагато як для нейтронної зорі й водночас замало для чорної діри. І хоч поки визначити природу об'єкта не вдається, відкриття допоможе краще зрозуміти, що відбувається із масивними світилами, які породжують чорні діри й нейтронні зорі після своєї смерті. Стаття науковців опублікована у Science.
Художнє зображення чорної діри, яка могла утворитися. Daniëlle Futselaar
👋 Слідкуйте за наукою разом з нами — підписуйтеся на наш телеграм та інстаграм, буде цікаво!
Чому астрономи не можуть відрізнити чорну діру від нейтронної зорі?
Одними з найекстремальніших об'єктів у космосі є чорні діри й нейтронні зорі, що мають розмір у кількадесят кілометрів, але масу у кілька Сонць. Перші мають настільки велику силу тяжіння, що їх не може покинути навіть світло, тому їх майже неможливо виявити. Так само важко шукати нейтронні зорі, які складаються з нейтронів та не мають внутрішніх термоядерних реакцій, через що майже не випромінюють світло й дуже тьмяні.
І чорні діри, і нейтронні зорі можна виявити за тим, як вони гравітаційно впливають на своє оточення, наприклад, сусідню зірку. Утім, досі точно незрозуміло, яких мас вони можуть набувати. Наразі спостереження свідчать, що чорних дір масою менш як п'ять мас Сонця майже не буває, тоді як нейтронні зорі мають лише верхню межу — не можуть бути більшими як 2,2 маси Сонця, інакше перетворяться на чорну діру.
Астрономи намагаються збільшити вибірку цих об'єктів, щоб визначити для них масові межі й краще зрозуміти процеси, які стоять за їхньою появою. Підказати обмеження чорним дірам і нейтронним зорям може нова знахідка вчених Інституту радіоастрономії імені Макса Планка.
Як відкрили об'єкт і чому він важливий?
Відкриття вчені зробили за допомогою радіотелескопа MeerKAT: він виявив слабкі радіохвилі, які випромінює відкрита раніше нейтронна зоря PSR J0514-4002E на відстані 40 тисяч світлових років від нас. Ці радіохвилі виникають через її дуже швидке обертання й мали б збігатися з його періодичністю — 170 обертів за секунду. Але MeerKAT виявив іншу закономірність в радіоімпульсах PSR J0514-4002E, що вказало на гравітаційний вплив ще одного об'єкта, який, втім, не видає себе жодним світлом.
Анімація того, як нейтронна зоря чи чорна діра змінюють випромінювання від PSR J0514-4002E, навколо якої обертаються. Swinburne University of Technology
Цей об'єкт знаходиться на відстані близько восьми мільйонів кілометрів від PSR J0514-4002E й вони здійснюють оберт один навколо одного кожні сім днів. За оцінками астрономів, маса супутника PSR J0514-4002E складає від 2,09 до 2,71 маси Сонця, що потрапляє у масовий розрив між найменшою чорною дірою й дуже масивною нейтронною зіркою. На думку вчених, об'єкт міг утворитися у злитті двох маломасивних нейтронних зір, але точно визначити його природу зможуть лише наступні спостереження, які планують науковці.
- Сьогодні астрофізики погоджуються, що і чорні діри, і нейтронні зорі народжуються у колапсі масивних зірок. Але лише нещодавно вчені отримали пряме цьому підтвердження — знайшли кандидата на нейтронну зорю, який з'явився одразу після спалаху наднової, під час якого зруйнувалося ядро масивної зірки.