Астрономы обнаружили самую массивную нейтронную звезду
Нейтронная звезда была обнаружена на расстоянии примерно 4600 световых лет от Земли
Исследователи из Университета Западной Вирджинии смогли обнаружить с помощью телескопа Грин-Бэнк (Green Bank Telescope) самую массивную на сегодняшний день нейтронную звезду.
Нейтронная звезда, названная J0740+6620, является быстро вращающимся пульсаром, который вмещает в 2,17 раза больше массы Солнца в сферу, диаметром всего 20 километров. Это измерение приближается к пределам того, насколько массивным и компактным может стать один объект, не превращая при этом себя в черную дыру.
Нейтронная звезда была обнаружена на расстоянии примерно 4600 световых лет от Земли.
Открытие является одним из многих удачных результатов, которые были получены в ходе обычных наблюдений, проводимых в рамках поиска гравитационных волн.
«В Green Bank мы пытаемся обнаружить гравитационные волны от пульсаров», — говорят ученые. «Чтобы сделать это, нам нужно наблюдать множество миллисекундных пульсаров, которые являются быстро вращающимися нейтронными звездами. Это открытие — одно из многих важных результатов, полученных в результате наших наблюдений».
Масса пульсара измерялась с помощью явления, известного как «Эффект Шапиро». В сущности, гравитация от звезды-компаньона белого карлика деформирует пространство, окружающее ее, в соответствии с общей теорией относительности Эйнштейна. Это заставляет импульсы пульсара перемещаться немного дальше, когда они проходят через искаженное пространство-время вокруг белого карлика. Эта задержка сообщает им массу белого карлика, которая, в свою очередь, обеспечивает измерение массы нейтронной звезды.
Нейтронные звезды представляют собой сжатые остатки массивных звезд. Они создаются, когда гигантские звезды умирают в сверхновых и их ядра коллапсируют, а протоны и электроны сливаются друг с другом, образуя нейтроны. Они состоят из нейтронной сердцевины, покрытой тонкой (около 1 км) корой вещества в виде тяжёлых атомных ядер и электронов.
Чтобы визуализировать массу обнаруженной нейтронной звезды, можно представить, что единица материала нейтронной звезды объемом 1 см3 будет весить 100 миллионов тонн на Земле, или примерно столько же, сколько вся человеческая популяция.
В то время как астрономы и физики изучали эти объекты в течение десятилетий, многие тайны о их природе остаются неразгаданными: становятся ли измельченные нейтроны «сверхтекучими»? Распадаются ли они на «суп» из субатомных кварков или других экзотических частиц? И наконец, каков переломный момент, когда гравитация побеждает материю и образует черную дыру?
«Эти звезды очень экзотические», — говорят ученые. «Мы точно не знаем, из чего они состоят, и есть один действительно важный вопрос: «Насколько массивной может быть нейтронная звезда?»
Relativistic Shapiro delay measurements of an extremely massive millisecond pulsar, Nature Astronomy (2019). DOI: 10.1038/s41550-019-0880-2 , https://nature.com/articles/s41550-019-0880-2