Откриена тешка категорија неутронска starвезда - милисекунден пулсар е близу до горната граница на маса за
Милисекунден пулсар е близу до горната граница на маса за екстремно густи starвездени мошти
Изненадувачки тешко: Астрономите откриле една од најмасивните неутронски starsвезди познати досега. Моштите на starsвездите, оддалечени 4600 светлосни години, се со големина од само 30 километри, но тежат 2,14 сончеви маси, како што објавија истражувачите во специјализираното списание „Астрономија на природата“. Оваа брзо ротирачка неутронска starвезда се движи близу до теоретски определената горна граница на маса за такви објекти - а тоа пак овозможува да се извлечат заклучоци за природата на нејзината внатрешност.
Неутронските starsвезди се меѓу најгустите објекти во универзумот: Кај овие остатоци од масивни starsвезди, со големина од само 15 до 30 километри, материјата е толку компресирана што електроните и протоните се спојуваат и формираат неутрони. Поради нивната огромна гравитација, не-ротирачките неутронски starsвезди не можат, според сегашната теорија, да станат многу потешки од 2,16 сончеви маси - во спротивно тие ќе се срушат за да формираат црна дупка.
Одложувањето на пулсот како „вага“
Астрономите кои работат со благодарниот Кромарти од Универзитетот во Вирџинија во Шарлотсвил сега откриле неутронска starвезда која се движи крајно близу до максималната граница за овие ултра густи објекти. Тоа е милисекунден пулсар - брзо ротирачка неутронска starвезда која емитува редовни, силни радио пулсови. PSR J0740 + 6620 е оддалечена околу 4600 светлосни години од Земјата и формира двоен систем со бело џуџе.
Токму овој партнер им овозможи на астрономите да ја утврдат точната маса на неутронската везда. Затоа што кога пулсарот, кој е со големина од околу 30 километри, помине зад белото џуџе, неговите радио пулсови се отклонуваат од гравитацијата на нејзиниот поголем партнер. Ова предизвикува пулсирањата да се одложат за неколку милисекунди. Од ова таканаречено одложување на Шапиро, истражувачите можеа да го користат радио телескопот „Зелени банки“ за да ја утврдат масата на белото џуџе, а потоа и масата на неутронската starвезда.
Најмасивна, прецизно измерена неутронска везда
Резултат: Милисекунден пулсар има маса од 2,14 соларни маси. „J0740 + 6620 е најверојатно најмасовната, поточно измерена неутронска starвезда до сега“, наведуваат Кромарти и неговите колеги. Астрономите неодамна открија милисекунден пулсар со 2,27 сончеви маси, но неговата маса беше проценета со помалку прецизен метод.
Како што објаснуваат астрономите, познати се уште два милисекундни пулсари чија маса може да се одреди со слична точност како онаа на J0740 + 66. Тие се само малку полесни од сега измерената неутронска везда. „Ова појаснува дека овие масивни неутронски starsвезди сочинуваат значителен дел од популацијата - ова може да биде од суштинско значење за нашето разбирање за развојот на милисекундните пулсари во бинарните системи“, велат Кромарти и неговиот тим.
Информации за егзотичниот ентериер
Клучната работа е дека ако точно ја знаете максималната маса на ротирачката неутронска везда, тогаш ова обезбедува важни информации за природата на нејзината внатрешност. Бидејќи за да се издржи падот на гравитацијата во црна дупка, материјалот од неутронска starвезда мора да биде густ и истовремено исклучително стабилен. Досега, сепак, астрономите можат само да претпостават од што всушност се состои внатрешноста на овие starвезди.
Според вообичаените хипотези, внатрешноста на неутронските starsвезди би можела да се состои од егзотични состојби на материјата слични на супер цврста, суперфлуидна течност или Бозе-Ајнштајн кондензат. Исто така, се дискутира за егзотични комбинации на честички, како што се тетраеутрони, па дури и материјал составен само од кваркови. Сепак, некои од овие „кандидати“ се премногу меки и нестабилни за да дозволат многу масивни неутронски starsвезди на или над границата на масата.
Потрагата продолжува
„Дури и најмалото зголемување на измерената маса на неутронски starsвезди бара преиспитување на основната физика што работи во нив“, наведуваат астрономите. Ова исто така важи и за тековните резултати. Поради оваа причина, таа и многу нејзини колеги се обидуваат да откријат каде всушност лежи апсолутната максимална граница за неутронска везда.
„Секоја„ најмасовна “неутронска starвезда што ја наоѓаме ни помага подобро да ја разбереме физиката на материјата во овие незамисливи густини“, објаснува коавторот Скот Рансом од Националната опсерваторија за радио-астрономија (NRAO). (Астрономија на природата, 2019; дои: 10.1038/s41550-019-0880-2)
Извор: Опсерваторија на Зелената банка, Универзитет во Западна Вирџинија