Астрономы обнаружили, что, возможно, существует 21 нейтронная звезда, вращающаяся вокруг звезд, подобных Солнцу

Большинство звезд в нашей Вселенной образуют пары. В то время как наше собственное Солнце является одиночкой, многие звезды, подобные нашему Солнцу, вращаются вокруг подобных звезд, в то время как множество других экзотических пар между звездами и космическими сферами усеивают Вселенную. Черные дыры, например, часто встречаются вращающимися друг вокруг друга. Одна пара, которая, как оказалось, встречается довольно редко, — это пара между звездой, похожей на Солнце, и типом мертвой звезды, называемой нейтронной звездой.

Теперь астрономы под руководством Карима Эль-Бадри из Калифорнийского технологического института обнаружили то, что, по-видимому, является 21 нейтронной звездой на орбите вокруг звезд, подобных нашему Солнцу. Нейтронные звезды представляют собой плотные выгоревшие ядра массивных звезд, которые взорвались. Сами по себе они чрезвычайно слабы и обычно не могут быть обнаружены напрямую. Но когда нейтронная звезда вращается вокруг звезды, похожей на Солнце, она тянет своего компаньона, заставляя звезду смещаться вперед и назад на небе. Используя миссию Gaia Европейского космического агентства, астрономы смогли уловить эти характерные колебания, чтобы обнаружить новую популяцию темных нейтронных звезд.

«Gaia непрерывно сканирует небо и измеряет колебания более миллиарда звезд, поэтому есть хорошие шансы обнаружить даже очень редкие объекты», — говорит Эль-Бадри, доцент кафедры астрономии в Калифорнийском технологическом институте и приглашенный научный сотрудник в Институте астрономии Общества Макса Планка в Германии.

Новое исследование, в котором приняла участие группа соавторов со всего мира, было… опубликовано в Открытый журнал астрофизики. Данные с нескольких наземных телескопов, включая обсерваторию WM Keck на Маунакеа, Гавайи; обсерваторию La Silla в Чили; и обсерваторию Whipple в Аризоне, были использованы для продолжения наблюдений Gaia и получения дополнительной информации о массах и орбитах скрытых нейтронных звезд.

Хотя нейтронные звезды ранее были обнаружены на орбите вокруг звезд, подобных нашему Солнцу, все эти системы были более компактными. При небольшом расстоянии, разделяющем два тела, нейтронная звезда (которая тяжелее звезды, подобной Солнцу) может украсть массу у своего партнера. Этот процесс переноса массы заставляет нейтронную звезду ярко светить в рентгеновском или радиодиапазоне. Напротив, нейтронные звезды в новом исследовании находятся гораздо дальше от своих партнеров — примерно в один-три раза дальше расстояния между Землей и Солнцем.

Это означает, что новооткрытые звездные трупы находятся слишком далеко от своих партнеров, чтобы красть у них материал. Вместо этого они неподвижны и темны. «Это первые нейтронные звезды, обнаруженные исключительно благодаря их гравитационному воздействию», — говорит Эль-Бадри.

Это открытие стало своего рода неожиданностью, поскольку неясно, как взорвавшаяся звезда оказалась рядом со звездой, подобной нашему Солнцу, ремонт в москве под ключ.

«У нас до сих пор нет полной модели того, как формируются эти двойные системы», — объясняет Эль-Бадри. «В принципе, прародитель нейтронной звезды должен был стать огромным и взаимодействовать со звездой солнечного типа на поздней стадии своей эволюции». Огромная звезда могла бы оттолкнуть маленькую звезду, вероятно, временно поглотив ее. Позже прародитель нейтронной звезды должен был взорваться сверхновой, что, согласно моделям, должно было бы разъединить двойные системы, отправив нейтронные звезды и звезды, подобные солнцу, в противоположных направлениях.

«Открытие этих новых систем показывает, что по крайней мере некоторые двойные звезды переживают эти катастрофические процессы, хотя модели пока не могут полностью объяснить, как это происходит», — говорит он.

Gaia смогла обнаружить необычных спутников благодаря их широким орбитам и длительным периодам (звезды, подобные Солнцу, вращаются вокруг нейтронных звезд с периодами от шести месяцев до трех лет).

«Если тела находятся слишком близко, колебание будет слишком малым для обнаружения», — говорит Эль-Бадри. «С Gaia мы более чувствительны к более широким орбитам». Gaia также наиболее чувствительна к двойным звездам, которые находятся относительно близко. Большинство недавно обнаруженных систем расположены в пределах 3000 световых лет от Земли — относительно небольшое расстояние по сравнению, например, с диаметром галактики Млечный Путь в 100 000 световых лет.

Новые наблюдения также показывают, насколько редки эти пары. «Мы оцениваем, что примерно одна из миллиона звезд солнечного типа вращается вокруг нейтронной звезды по широкой орбите», — отмечает он.

Эль-Бадри также интересуется поиском невидимых спящих черных дыр на орбите звезд, подобных Солнцу. Используя данные Gaia, он обнаружил две из этих тихих черных дыр, скрытых в нашей галактике. Одна из них, Gaia BH1, является ближайшей известной черной дырой к Земле, находящейся на расстоянии 1600 световых лет.

«Мы также не знаем наверняка, как образовались эти двойные черные дыры», — говорит Эль-Бадри. «В наших моделях эволюции двойных звезд явно есть пробелы. Нахождение большего количества этих темных компаньонов и сравнение статистики их популяции с прогнозами различных моделей поможет нам собрать воедино то, как они формируются».