Този пулсар „Черната вдовица“ е най-масивната неутронна звезда досега

Една от най-екстремните звезди в Млечния път се вълнува още повече.

Учените са измерили масата на неутронна звезда, наречена PSR J0952-0607, и са открили, че това е най-масивната неутронна звезда, открита досега, с 2,35 пъти масата на Слънцето.

Ако е вярно, това е много близо до теоретичната максимална маса Около 2,3 слънчеви маси за неутронни звездипредставлява отлична лаборатория за изучаване на тези свръхплътни звезди, които според нас са на ръба на колапса, с надеждата да разберем по-добре странното квантово състояние на материята, от която са направени.

„Ние знаем приблизително как се държи материята при ядрени плътности, както е в ядрото на уранов атом,“ Астрофизикът Алекс Филипенко каза: от Калифорнийския университет, Бъркли.

„Неутронната звезда е като едно гигантско ядро, но когато имате една и половина слънчеви маси от тази материя, което е около 500 000 земни маси от ядра, всички прилепнали едно към друго, изобщо не е ясно как ще се държат .“

Неутронните звезди са колабирали ядра на масивни звезди, които са имали маса между 8 и 30 пъти по-голяма от масата на Слънцето, преди суперновата да избухне и да отнесе по-голямата част от масата им в космоса.

Тези ядра, които обикновено са около 1,5 пъти по-големи от масата на Слънцето, са сред най-плътните обекти във Вселената. Единственото по-плътно нещо е a Черна дупка.

Масата му е опакована в топка с ширина 20 километра (12 мили) или толкова; При тази плътност протоните и електроните могат да се комбинират, за да образуват неутрони. Единственото нещо, което спира тази топка от неутрони да се срине в черна дупка, е силата, която ще е необходима, за да заеме същите квантови състояния, което се описва като налягане на израждане.

В известен смисъл това означава, че неутронните звезди се държат като масивни атомни ядра. Но е трудно да се каже какво се случва в тази повратна точка, тъй като неутроните образуват странни структури или се трансформират в смесица от по-малки частици.

PSR J0952-0607 наистина беше една от най-вълнуващите неутронни звезди в Млечния път. Това е известно като пулсар – неутронна звезда, въртяща се много бързо, със струи радиация, освобождаващи се от полюсите. Докато звездата се върти, тези полюси преминават през наблюдателя (нас) като космически фар, така че звездата изглежда пулсираща.

Тези звезди могат да бъдат безумно бързи, въртящи се на милисекунди. PSR J0952-0607 е вторият най-бърз пулсар в Млечния път, въртящ се с невероятна скорост от 707 пъти в секунда. (Най-бързият е само малко по-бърз, с оборот от 716 пъти в секунда.)

Това е и това, което е известно като пулсар на „черна вдовица“. Звездата е в близка орбита с двоичен спътник – толкова близо, че масивното гравитационно поле извлича материал от спътниковата звезда. Този материал образува акреционен диск, който обикаля и се захранва от неутронната звезда, подобно на вода, обикаляща около дренаж. Ъгловият импулс се прехвърля от акреционния диск към звездата, увеличавайки нейната скорост на въртене.

Екип, ръководен от астрофизика Роджър Романи от Станфордския университет, искаше да разбере по-добре как PSR J0952-0607 се вписва във времевата линия на този процес. Двойната звезда е малка по размер, по-малко от 10% от масата на Слънцето. Изследователският екип проведе внимателни проучвания на системата и нейната орбита и използва тази информация, за да получи ново и точно измерване на пулсара.

Техните изчисления върнаха резултат от 2,35 пъти масата на Слънцето, което е 0,17 слънчеви маси. Ако приемем, че масата на стандартна неутронна звезда започва от около 1,4 пъти по-голяма от масата на Слънцето, това означава, че PSR J0952-0607 би погълнал толкова, колкото цялата стойност на Слънцето на материя от своя двоичен спътник. Екипът казва, че това е наистина важна информация за неутронните звезди.

„Това осигурява някои от най-силните ограничения на свойството на материята да е многократно по-висока от плътността, наблюдавана в атомните ядра. Всъщност много общи модели на физиката на плътната материя са изключени от този резултат,“ Румънски обясни.

„Високата максимална маса на неутронните звезди показва, че те са смес от ядра и кварки, топящи се нагоре и надолу до ядрото. Това изключва много от предложените кварки.“ Състояния на материята, особено тези със странна вътрешна конфигурация. „

Двоичният файл също така показва механизъм, чрез който се осъществява изолацията пулсари, без двоичните компаньони те биха могли да имат скорост на въртене в милисекунди. Companion J0952-0607 е почти изчезнал; След като бъде напълно погълнат, пулсарът (ако не се наклони над горната граница на масата и не се срине по-навътре в черната дупка) ще поддържа безумно бързата си скорост на въртене за известно време.

И тя ще бъде сама, точно както всички останали самотни милисекундни пулсари.

„Когато придружаващата звезда се развива и започва да се трансформира в червен гигант, материалът се просмуква в неутронната звезда и обикаля около неутронната звезда. Като се върти, тя вече е невероятно енергична и вятър от частици започва да излиза от неутрона на звездата. Тогава този вятър се сблъсква със звездата.“ Звездата донор започва да отделя материята и с течение на времето масата на звездата донор намалява до масата на планета и ако мине повече време, тя напълно изчезва, “ каза Филипенко.

„И така, ето как могат да се образуват милисекундни пулсари. Първоначално те не бяха сами – трябваше да бъдат в двоична двойка – но постепенно се изпариха от своите спътници и сега са изолирани.“

Търсенето е публикувано в Astrophysical Journal Letters.