Астрономы обнаружили самую большую из всех известных нейтронную звезду

Астрономы с помощью телескопа Green Bank обнаружили самую массивную нейтронную звезду из всех известных ранее - быстро вращающийся пульсар на расстоянии около 4600 световых лет от нас. Этот объект-рекордсмен находится буквально на грани существования, приближаясь к теоретически максимально возможной для нейтронной звезды массе.

Художественное представление импульса массивной нейтронной звезды, который прибывает с задержкой из-за прохождения белого карлика между нейтронной звездой и Землей. © B.

Saxton, NRAO / AUI / NSF

Нейтронные звезды - это сжатые остатки звезд, которые уже взорвались как сверхновые. Это самые плотные "нормальные" объекты в известной вселенной. Плотнее них лишь черные дыры, но эти космические монстры под определение нормальных не попадают. Кусочек вещества нейтронной звезды размером с кубик сахарного рафинада будет весить на Земле 100 миллионов тонн - примерно столько же, сколько весят все люди вместе взятые.

Хотя астрономы и астрофизики изучают эти объекты уже в течение десятилетий, все еще существует множество загадок, касающихся внутренней структуры нейтронных звезд. Станут ли сжатые нейтроны избыточными и потекут свободно? Расщепляются ли они на «суп» из субатомных кварков или на другие экзотические частицы? Где находится переломный момент, когда гравитация побеждает материю и образует черную дыру?

Группа астрономов нашла некоторые ответы с помощью телескопа Green Bank (GBT) Национального научного фонда США (NSF).

Исследователи - члены «Центра границ физики NANOGrav» - обнаружили, что быстро вращающийся миллисекундный пульсар, имеющий обозначение J0740 6620, является самой массивной из когда-либо измеренных нейтронных звезд. Она объединяет в себе 2,17 солнечных масс в сфере диаметром всего 30 километров. Это измерение показывает приближение к пределу того, когда массивный и сверхкомпактный объект может еще существовать, не коллапсируя в черную дыру. Недавние исследования LIGO гравитационных волн от сталкивающихся нейтронных звезд показывают, что 2,17 массы Солнца - это очень близкое значение этого предела.

«Нейтронные звезды настолько же озадачивают, насколько и интригуют», - говорят Санкфул Кромарти, аспирантка Университета Вирджинии и научный сотрудник Гроте Ребер из Национальной радиоастрономической обсерватории в Шарлоттсвилле, штат Вирджиния. - «Эти объекты размером с небольшой город в основном похожи на гигантские атомные ядра. Они настолько массивны, что внутри обретают невероятные качества. Определение допускаемой физикой и природой максимальной массы может рассказать нам много нового об этой пока что неизведанной области астрофизики».

Пульсары получили свое название по причине двух лучей радиоволн, испускаемых их магнитными полюсами. Эти лучи похожи на луч маяка, пробивающиеся сквозь вселенную. При этом некоторые из них вращаются со скоростью сотен раз в секунду. Поскольку пульсары вращаются с такими феноменальными скоростями и при этом с неизменным постоянством, астрономы могут использовать их в качестве космического эквивалента атомных часов. Такой точный временной такт помогает астрономам исследовать природу пространства-времени, измерять массы звездных объектов и совершенствовать понимание общей теории относительности.

В случае этой двойной звездной системы, которую мы с стороны Земли видим почти сбоку, такая космическая точность предоставила астрономам возможность рассчитать массы обеих звезд.

Когда «тикающий» пульсар проходит позади своего спутника (белого карлика), возникает небольшая задержка во времени прибытия сигнала, порядка десяти миллионных долей секунды. Этот феномен обозначается термином «задержка Шапиро». Короче говоря, гравитация белого карлика слегка искажает пространство вокруг него в соответствии с общей теорией относительности Эйнштейна. Такая кривизна означает, что импульсы вращающейся нейтронной звезды должны перемещаться немного дальше, поскольку они пробиваются сквозь пространственно-временные искажения белого карлика.

Астрономы могут использовать значение этой задержки, чтобы вычислить массу белого карлика. А как только становится известной масса одного из вращающихся объектов, процесс точного определения массы другого объекта уже выглядит относительно простым.

Кромарти является ведущим автором исследования, предварительно размещенного для публикации в журнале Nature Astronomer. Наблюдения с помощью телескопа GBT были связаны с ее докторской диссертацией. А ее кандидатская диссертация состояла в том, что наблюдение этой системы в двух конкретных точках на ее орбитах позволяет точно рассчитать массу нейтронной звезды.

«Выравнивание этой бинарной системы создало фантастическую космическую лабораторию», - сказал Скотт Рэнсом, астроном NRAO и соавтор исследования. - «Нейтронные звезды достигают своего переломного момента, когда их внутренняя плотность становится настолько экстремальной, что гравитационная сила превышает даже способность нейтрона противостоять дальнейшему коллапсу. И каждая очередная «самая массивная» нейтронная звезда, которую мы обнаруживаем, приближает нас к определению этой переломной точки и помогает нам понять физику вещества при этих поражающих воображение плотностях».

Астрономы открыли самую массивную спиральную галактику

Астрономы, при помощи комплекса радиотелескопов ALMA (Atacama Large Millimeter Array), открыли наверное самую массивную спиральную галактику в нашей Вселенной.

Галактика DLA0817g глазами художника. Фото NRAO/AUI/NSF, S. Dagnello

Галактика, которая получила обозначение DLA0817g, появилась, по мнению ученых, спустя 1,5 миллиарда лет после Большого взрыва. Она находится на расстоянии около 12,2 миллиарда лет световых лет от Земли, однако, учитывая расширения Вселенной, в настоящий момент DLA0817g, должна находится на расстоянии 24,4 миллиарда световых лет.

Галактика DLA0817g в радиодиапазоне. Фото ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), M. Neeleman; NRAO/AUI/NSF, S. Dagnello

Ученые назвали объект Диском Вольфа - в честь астронома Артура Вольфа. Галактика DLA0817g стала самой далекой галактикой с вращающимся диском среди всех обнаруженных на данный момент астрономами. Согласно современным моделям, массивные галактики образуются из слияний меньших по массе галактик и скоплений горячего газа. Эти столкновения препятствуют формированию дисков, характерных для Вселенной нынешнего возраста. Поэтому существование Диска Вольфа заставит астрономов пересмотреть механизмы появления таких космических объектов. Вероятно, DLA0817g аккумулировал холодный газ, однако вопрос, как ему удалось сохранить стабильный диск при такой большой массе, остается открытым.

«Скорость звездообразования в DLA0817g, по крайней мере, в десять раз выше, чем в нашей собственной галактике», – пишут ученые, «Должно быть, это одна из самых продуктивных дисковых галактик в ранней Вселенной».

Кометы десятилетия не будет - C / 2019 Y4 (ATLAS) распалась на части

Комета C / 2019 Y4 (ATLAS), которая, по мнению астрономов, должна была стать самой яркой кометой десятилетия, развалилась на части. Катаклизм заснял космический телескоп "Хаббл".

Фрагменты кометы C/2019 Y4 (ATLAS). Первый снимок выполнен космическим телескопом "Хаббл" 20 апреля, второй 23 апреля 2020 года. Фото NASA, ESA, D. Jewitt (UCLA), Q. Ye (University of Maryland)

Напомним, что комета C/2019 Y4 (ATLAS) была обнаружена 28 декабря 2019 года при помощи системы Asteroid Terrestrial-impact Last Alert System (ATLAS) на Гавайях - астрономической системы раннего предупреждения, предназначенной для обнаружения небольших околоземных объектов за несколько дней или недель до того, как они пройдут мимо Земли.

Астрономы предположили, что к концу мая 2020 года комета будет видна даже невооруженным глазом. А 31 мая 2020 года она должна пролететь всего в 0,25 а.е. от Солнца. Но до Солнца C/2019 Y4 (ATLAS) в целом состоянии не добралась.

Начиная с середины марта астрономы наблюдали, как комета, по мере приближения к Солнцу, становится все ярче, однако затем она резко стала тускнуть. Сразу было сделано предположение, что ядро кометы начало распадаться. К наблюдениям подключили космический телескоп "Хаббл", который подтвердил - комета  C/2019 Y4 (ATLAS) развалилась на фрагменты.

Как считают ученые, распад кометы при столь быстром росте ее яркости неудивителен. При подлете к Солнцу C/2019 Y4 начала выбрасывать в окружающее пространство большое количество летучих веществ в замороженном виде. Активный выброс газов, вероятно, способствовал ее распаду на десятки частей. И по всей видимости такое поведение является закономерностью для большинства ядер комет.

Картина дня

))}
Loading...
наверх