Тяжелее, чем это допустимо в теории? Астрономы обнаружили в 10 тысячах световых лет от нас невероятно тяжелую нейтронную звезду. Экстремально плотный и быстровращающийся звездный труп имеет около 2,3 солнечной массы. А это значит, что пульсар оказался в том диапазоне масс, где ему реально грозит коллапс и превращение в черную дыру. Но почему эта нейтронная звезда продолжает оставаться стабильной, и как она выглядит внутри, ученые пока что не знают.
Необычно тяжелая нейтронная звезда PSR J2215+5135 и ее солнцеподобный спутник (слева). Иллюстрация G. Pérez-Díaz/IAC
Когда массивная звезда с массой, равной тридцати солнечным, врывается сверхновой, ее ядро претерпевает коллапс, превращаясь в нейтронную звезду – один из плотнейших типов объектов во вселеной. Материя в этих космических телах уплотнена настолько, что даже протоны и электроны сплавляются в нейтроны. Лишь недавно астрономам удалось подсчитать, что максимальная масса нейтронной звезды составляет около 2,16 солнечных масс. Если же она оказывается более тяжелой, ей грозит коллапс и превращение в черную дыру.
Скорость звезды-спутника выдает массу
Тем более невероятным представляется обнаружение нейтронной звезды, которая, как это можно предположить, превысила этот лимит. В случае объекта, получившего формальное название PSR J2215+5135, речь идет о нейтронной звезде, образующей двойную систему с небольшой звездой, похожей на Солнце. Будучи экстремально быстровращающейся нейтронной звездой, испускающей при этом и мощнейшее рентгеновское излучение, PSR J2215+5135 принадлежит к классу так называемых миллисекундных пульсаров.
Мануэль Линарес из Политехнического университета Каталонии в Барселоне впервые точно определил вместе со своими коллегами массу этой нейтронной звезды. Вычислили они ее косвенно, с помощью скорости движения по орбите звезды-спутника. Посредством спектрального анализа исходящего от нее света астрономы смогли вычислить, как быстро обращается похожая на Солнце звезда вокруг нейтронной звезды, сделав отсюда вывод о силе притяжения и, соответственно, о массе нейтронной звезды.
Тяжелее, чем теоретический лимит
Результат оказался неожиданным: PSR J2215+5135 оказался значительно тяжелее того, что допускается принятой наукой моделью. «Мы рассчитали, что система J2215 состоит из подобной Солнцу звезды, массой в треть солнечной, и нейтронной звезды, масса которой составляет 2,27 солнечной массы», - сообщили исследователи. Если же принимать во внимание и легкий наклон орбиты, который следует еще перепроверить, масса нейтронной звезды может оказаться еще больше – 2,3 солнечной массы.
А это значит, что нейтронная звезда PSR J2215+5135 оказывается самой тяжелой звездой такого типа в космосе из всех известных. Но чтобы сохранять в стабильном состоянии свою чрезмерную массу и плотность, у нее внутри должна иметь место экстремально высокая отталкивающая сила между элементарными частицами – лишь только эта сила в состоянии воспрепятствовать началу коллапса нейтронной звезды в черную дыру.
«Если наша версия найдет подтверждение, то этот сверхмассивный пульсар станет наглядным опровержением для некоторых предлагаемых уравнений внутреннего состояния подобных объектов", - констатируют ученые. Так, например, представляется невозможным, чтобы нейтроны внутри этой нейтронной звезды смогли бы распадаться еще дальше – в кварки или еще в какие-нибудь экзотические состояния материи.
0
