Сонцеподібні зорі приховали своїх «мертвих» компаньйонів. Їх знайшла «Гая»

25 липня 2024 р. 23:41

25 липня 2024 р. 23:41

Обсерваторія «Гая» змогла відшукати 21 подвійну систему зірок, де за світлом сонцеподібних зір ховалися їхні «мертві» компаньйони — компактні нейтронні зорі, що утворилися після колапсу масивних світил. Серед знайдених систем знайшлася навіть екстремально масивна нейтронна зоря, масу якої оцінили у 1,9 маси Сонця. Відкриття одразу стількох подвійних систем, що містять нейтронні зорі, допоможе астрономам краще зрозуміти, як співіснують ще «живі» світила з такими компаньйонами, і як таке сусідство впливає на їхню еволюцію. Стаття про відкриття опублікована в журналі Open Journal of Astrophysics.

Художнє зображення сонцеподібної зорі та її компаньйонки нейтронної. Caltech / R. Hurt

Чим цікаві астрономам такі зоряні дуети?

Попри те, що частина зір у космосі є поодинокими, все ж половина з усіх відомих і близьких за масою до Сонця, існує в подвійних системах. І ця кількість зростає до 75 відсотків, коли йдеться про ще масивніші світила, після смерті яких утворюються нейтронні зорі та чорні діри. Через це у космосі й існують пари, де одна зоря ще має термоядерні реакції всередині, тобто «живе», а друга — вже ні. І дотепер про такі системи відомо недостатньо, щоб передбачити, як переживає одна із зір смерть сусідки, як відбувається їхнє подальше співіснування, а також, які існують варіанти такого сусідства.

Поповнити вибірку зоряних пар вирішили астрономи Каліфорнійського технологічного інституту спільно з колегами, використовуючи дані обсерваторії «Гая», яка здатна з такою точністю відстежувати рух зірок, що може виявити на них гравітаційний вплив від тьмяних, але масивних «мертвих» супутників.

Що побачила «Гая»?

Дотепер нейтронні зорі ще не виявляли виключно за їхнім гравітаційним впливом на зорі-сусідки, тому астрономам довелося аналізувати надзвичайно малі коливання в русі світил й визначати, чи могла їх спровокувати нейтронна зоря. Відсортувавши таким чином дані, астрономи виділили 21 систему, де зміни руху сонцеподібних зір можна пояснити виключно тьмяними компаньйонами масою близько 1,4 маси Сонця.

Орбіти нейтронної та сонцеподібної зір у парах, які виявили астрономи. Caltech / Kareem El-Badry

Особливістю вибірки даних стало те, що зорі у цих системах знаходяться незвично далеко одна від одної — на відстанях , що у 300-1000 разів більші за розміри самих світил, що є нетиповим для таких систем. Дотепер вважалося, що більшість нейтронних зірок мають близькі орбіти з супутниками і активно поглинають матеріал з них, але у знайдених систем нема жодних слідів цього. Зокрема через це нейтронні зорі себе й не видають інакше як через гравітаційний вплив, адже якби вони поглинали речовину сусідок, то це можна було б зафіксувати за радіо- чи рентгенівським випромінюванням.

Крім того, астрономи відшукали низку нейтронних зір, що мають незвично високі маси — у 1,5-1,9 раза більші за Сонце, хоча більшість нейтронних зір зазвичай мають маси між 1,25 і 1,4 маси Сонця.

Як це змінює уявлення про пари зірок?

Як відзначають науковці, відкриті ними нейтронні зорі ще потребують додаткових спостережень, щоб остаточно підтвердити їхню природу. Також досліджень вимагатимуть особливості їхніх орбіт, які хоч і можливі теоретично, можуть внести корективи у сучасні уявлення про формування та подальшу еволюцію систем, де одна із зір є нейтронною. Зокрема пояснення вимагає те, як сонцеподібні зорі пережили перетворення свого компаньйона на нейтронну, бо за сучасними моделями нейтронні мали б або лишитися поруч, або вилетіти з системи взагалі, розірвавши гравітаційний зв'язок з другим світилом. Наразі автори дослідження планують використати спостереження «Гаї», щоб знайти ще екстремальніші подвійні системи — системи із зорею і чорною дірою, яка не руйнує свою сусідку, а просто знаходиться поруч.

• Раніше астрономам пощастило вперше застати народження нейтронної зорі у спалаху наднової. Їхні спостереження стали першим прямим свідченням тому, що саме наднові породжують нейтронні зорі й чорні діри у Всесвіті

Наука