Наше Солнце — одиночная звезда, но большинство звезд в нашей Вселенной образуют пары. Некоторые из этих бинарных систем имеют экзотические конфигурации, включающие нейтронные звезды с черными дырами или звезды с белыми карликами. Недавно астрономы обнаружили несколько десятков пар, на этот раз с участием нейтронных звезд, вращающихся вокруг звезд, похожих на Солнце. Это первое такое открытие. Это обнаружение открывает новые захватывающие перспективы в области звездной эволюции и космических взаимодействий.
Революционное открытие о нейтронных звездах
Нейтронная звезда — это чрезвычайно плотное и компактное ядро массивной звезды, взорвавшейся в результате сверхновой. Эти объекты невероятно плотные, и их трудно обнаружить напрямую из-за низкой светимости. Однако, когда нейтронная звезда вращается вокруг звезды, она оказывает гравитационное воздействие, которое заставляет звезду двигаться заметным образом. Измерив эти колебания с необычайной точностью, миссия Gaia недавно позволила астрономам выявить новую популяцию темных нейтронных звезд, вращающихся вокруг объектов, похожих на Солнце.
Данные Gaia были дополнены наблюдениями с нескольких наземных телескопов, включая обсерваторию Кек на Гавайях, обсерваторию Ла Силла в Чили и обсерваторию Уиппл в Аризоне. Эти приборы позволили определить массы и орбиты обнаруженных нейтронных звезд, подтвердив их существование.
На анимации ниже показана одна из таких бинарных звездных систем, в которой компактная массивная нейтронная звезда вращается вокруг более крупной звезды, похожей на Солнце:
Особенности и их последствия для астрофизики
В отличие от ранее обнаруженных нейтронных звезд, эти находятся гораздо дальше от своих партнеров. Расстояния между двумя телами порядка одного-трех раз превышают расстояние между Землей и Солнцем. Такая конфигурация означает, что обнаруженные нейтронные звезды не могут украсть материю у своих партнеров, в отличие от более компактных систем, где перенос массы вызывает рентгеновское или радиоизлучение. В результате эти новые нейтронные звезды тихие и темные.
Отметим, что это также первый случай, когда нейтронные звезды были обнаружены исключительно благодаря их гравитационному воздействию на звездных компаньонов. Это открытие удивительно, потому что оно предполагает, что некоторые бинарные системы выживают после катаклизмов, несмотря на модели, предсказывающие, что эти системы будут уничтожены взрывами сверхновых.
Согласно существующим моделям, звезда-прародитель нейтронной звезды должна была стать огромной и сильно взаимодействовать с солнечной звездой в ходе своей эволюции, что, вероятно, привело бы к разрушению бинарной системы. Однако открытие этих систем показывает, что по крайней мере некоторые бинарные системы выживают в этих процессах, даже если модели пока не могут полностью объяснить, каким образом.
Примечательна редкость этих систем. Основываясь на своих данных, астрономы предполагают, что примерно одна из миллиона звезд солнечного типа вращается вокруг нейтронной звезды по широкой орбите.
Это открытие подчеркивает важность будущих исследований, чтобы заполнить пробелы в нашем понимании формирования бинарных систем и звездных взаимодействий. Продолжая изучать эти системы, астрономы надеются узнать больше о механизмах, управляющих звездной эволюцией и космическими явлениями.