Этот пульсар «Черная вдова» — самая массивная нейтронная звезда на сегодняшний день.

Одна из самых экстремальных звезд Млечного Пути становится еще более взволнованной.

Ученые измерили массу нейтронной звезды под названием PSR J0952-0607 и обнаружили, что это самая массивная нейтронная звезда, обнаруженная до сих пор, в 2,35 раза больше массы Солнца.

Если это правда, это очень близко к теоретической максимальной массе. Около 2,3 солнечных масс за нейтронные звездыпредставляет собой прекрасную лабораторию для изучения этих сверхплотных звезд, которые, как мы думаем, находятся на грани коллапса, в надежде лучше понять своеобразное квантовое состояние материи, из которой они состоят.

«Мы примерно знаем, как ведет себя материя при ядерных плотностях, как в ядре атома урана». Астрофизик Алексей Филиппенко сказал: из Калифорнийского университета в Беркли.

«Нейтронная звезда подобна одному гигантскому ядру, но когда у вас есть полторы солнечные массы этой материи, что составляет около 500 000 земных масс ядер, цепляющихся друг за друга, совершенно неясно, как они будут себя вести».

Нейтронные звезды представляют собой схлопнувшиеся ядра массивных звезд, масса которых в 8-30 раз превышала массу Солнца до того, как сверхновая взорвалась и унесла большую часть их массы в космос.

Эти ядра, масса которых примерно в 1,5 раза превышает массу Солнца, являются одними из самых плотных объектов во Вселенной. Единственное, что плотнее, это Черная дыра.

Его масса упакована в шар шириной 20 километров (12 миль) или около того; При такой плотности протоны и электроны могут объединяться, образуя нейтроны. Единственное, что удерживает этот шар нейтронов от коллапса в черную дыру, — это сила, необходимая для того, чтобы он занял те же самые квантовые состояния, которая описывается как давление вырождения.

В некотором смысле это означает, что нейтронные звезды ведут себя как массивные атомные ядра. Но трудно сказать, что происходит в этот переломный момент, поскольку нейтроны образуют странные структуры или превращаются в мешанину более мелких частиц.

PSR J0952-0607 действительно была одной из самых захватывающих нейтронных звезд Млечного Пути. Это то, что известно как пульсар — нейтронная звезда, которая очень быстро вращается, а полюса испускают струи излучения. Когда звезда вращается, эти полюса проходят через наблюдателя (нас) наподобие космического маяка, так что кажется, что звезда пульсирует.

Эти звезды могут быть безумно быстрыми, вращаясь за миллисекунды. PSR J0952-0607 — второй по скорости пульсар в Млечном Пути, вращающийся с невероятной скоростью 707 раз в секунду. (Самый быстрый лишь немного быстрее, с оборотом 716 раз в секунду.)

Это также то, что известно как пульсар «черная вдова». Звезда находится на близкой орбите с двойным компаньоном — настолько близко, что массивное гравитационное поле вытягивает материал из звезды-компаньона. Этот материал образует аккреционный диск, который вращается вокруг нейтронной звезды и питается ею, подобно воде, циркулирующей по канализации. Угловой момент передается от аккреционного диска к звезде, увеличивая скорость ее вращения.

Команда под руководством астрофизика Роджера Романи из Стэнфордского университета хотела лучше понять, как PSR J0952-0607 вписывается в график этого процесса. Двойная звезда имеет небольшие размеры, менее 10% массы Солнца. Исследовательская группа провела тщательное изучение системы и ее орбиты и использовала эту информацию для получения новых и точных измерений пульсара.

Их расчеты дали результат, в 2,35 раза превышающий массу Солнца, что составляет 0,17 массы Солнца. Если предположить, что стандартная нейтронная звезда начинается с массы, примерно в 1,4 раза превышающей массу Солнца, это означает, что PSR J0952-0607 может воспламениться до всей солнечной ценности материи от своего двойного компаньона. Команда говорит, что это действительно важная информация о нейтронных звездах.

«Это накладывает некоторые из самых сильных ограничений на свойство материи во много раз превышать плотность, наблюдаемую в атомных ядрах. Фактически, многие распространенные модели физики плотной материи были исключены из-за этого результата». Румынский объяснил.

«Высокая максимальная масса нейтронных звезд указывает на то, что они представляют собой смесь ядер и кварков, плавящихся вверх и вниз до ядра. Это исключает многие из предполагаемых кварков». состояния вещества, особенно со странной внутренней конфигурацией. «

Бинарный файл также показывает механизм, с помощью которого происходит изоляция. пульсары, без бинарных компаньонов они могли бы иметь скорость вращения в миллисекундах. Товарищ J0952-0607 почти исчез; После полного поглощения пульсар (если он не наклонится выше верхнего предела массы и не схлопнется дальше в черную дыру) некоторое время будет поддерживать свою безумно быструю скорость вращения.

И она будет одна, как и все другие одиночные миллисекундные пульсары.

«По мере того, как звезда-компаньон развивается и начинает превращаться в красного гиганта, материал просачивается в нейтронную звезду, и она вращается вокруг нейтронной звезды. Благодаря вращению она становится невероятно энергичной, и из нейтрона звезды начинает вылетать ветер частиц. Затем этот ветер сталкивается со звездой. «Звезда-донор начинает сдирать материю, и со временем масса звезды-донора уменьшается до массы планеты, а если проходит больше времени, то она полностью исчезает», Филипенко сказал.

«Итак, вот как могут формироваться миллисекундные пульсары. Сначала они не были одинокими — они должны были быть в бинарной паре — но постепенно они испарились от своих компаньонов и теперь изолированы».

Поиск был опубликован в Письма из астрофизического журнала.