С помощью телескопа ESO VLT европейские астрономы впервые продемонстрировали, что магнетар - необычный тип нейтронных звезд - был сформирован из звезды массой по крайней мере в 40 раз больше массы Солнца. Результат порождает большие проблемы для нынешней теории эволюции звезд, так как согласно последней, звезды такой массы должны становиться черными дырами, а не магнетарами. Сейчас перед учеными поднимается фундаментальный вопрос: какую массу действительно нужно иметь звезде, чтобы превратиться в черную дыру?
Магнетар глазами художника. Иллюстрация ESO/L. Calçada
В своей работе астрономы подробно изучили расположенное на расстоянии 16 000 световых лет от Земли в созвездии Жертвенник звездное скопление Westerlund 1, открытое в 1961 году шведским астроном Бенгтом Вестерлундом. От наблюдателей на Земле скопление скрывает гигантское газопылевое облако, которое блокирует практически весь свет в видимом диапазоне. Поэтому долгое время астрономы не знали точно, что из себя это скопление представляет. Однако в 2001 году, несмотря на коэффициент затемнения, достигавший значения 100000, ученым удалось обнаружить сотни очень массивных звезд, некоторые из которых сияют ярче миллиона солнц, некоторые из которых в 2000 раз больше диаметра Солнца (такая звезда заняла бы все пространство до орбиты Сатурна).
«Если нашу Солнечную систему можно было бы расположить в центре этого скопления, ночное небо на Земле освещали бы сотни ярких звезд так же ярко, как полная Луна», - говорит Бен Ричи, один из исследователей открытия.
Скопление Westerlund 1 представляет собой фантастический звездный «зоопарк» с разнообразными и экзотическими популяциями звезд. Звезды в кластере объединяет одно: все они почти одного возраста (который, по оценкам ученых, составляет от 3,5 до 5 млн. лет), так как скопление возникло в одном акте звездообразования.
Магнетар является одним из видов нейтронной звезды с невероятно сильным магнитным полем – в миллион миллиардов раз сильнее, чем у Земли, которое образуется от взрыва сверхновых. Время жизни магнетаров мало, и составляет около 10 000 лет. В Westerlund 1 находиться один из немногих магнетаров, который известен астрономам в Млечном Пути. Благодаря тому, что магнетар находится в скоплении, где почти все звезды ровесницы, астрономы смогли сделать вывод, что он должен был образоваться из звезды по крайней мере в 40 раз массивнее Солнца. «Потому что срок жизни звезды напрямую связано с ее массой: чем массивнее звезда, тем короче ее жизнь. Если мы можем измерить массу любой из звезд скопления, мы можем точно узнать, насколько более массивные звезды уже прекратили свое существование», - пояснил руководитель исследования Саймон Кларк.
Звездное скопления Westerlund 1. Кружками обозначен магнетар и система W13. Изображение было сделано 2,2-метровым телескопом ESO обсерватории ESO в Чили. Фото ESO
Исследователи изучили двойную систему W13 в этом же скоплении и, воспользовавшись известными зависимостями между различными характеристиками звезд, вычислили нижний предел массы звезды-«исходника» для магнетара в Westerlund 1. Система W13 относится к группе затменно-двойных звезд - в таких системах орбиты звезд расположены как бы ребром к наблюдателю, и они периодически затмевают друг друга. В подобной системе массы звезд можно вычислить, наблюдая за их движением. Астрономам с помощью телескопа VLT удалось определить, что исходная масса одного из «компонентов» системы превышает 40 солнечных. То есть звезда, которая уже стала магнетаром, должна была по крайней мере в 40 раз превышать массу Солнца. Это доказывает, что магнетары могут образовываться из таких массивных звезд, которые теоретически должны стать черными дырами.
Следовательно, теория возникновения черных дыр, которая утверждает, что звезды с начальной массой от примерно 10 до 25 масс Солнца становятся нейтронными звездами, а свыше 25 солнечных масс - черными дырами, ныне поставлена под сомнение. Чтобы не превратиться в черную дыру, такая звезда, по оценкам ученых, перед взрывом должна потерять девять десятых своей массы, и механизм этого «похудения» представляет собой настоящую загадку для теории эволюции звезд.
0
