«Двойная черная вдова»: астрономы нашли нейтронную звезду, которая вращается и медленно поглощает свою звезду-компаньона

Астрономы обнаружили новую загадочную звездную систему в 3000 световых лет от Земли, которая, по-видимому, представляет собой так называемую двойную «черную вдову».

Эксперты обнаружили двойную систему «черная вдова» в 3000 световых лет от Земли. Это нейтронная звезда, которая вращается и медленно поглощает меньшую звезду-компаньон, пишет dailymail.co.uk.

Астрономам известно около двух десятков двойных черных вдов в Млечном Пути.

Самый новый из них, названный ZTF J1406 + 1222, имеет самый короткий орбитальный период, который когда-либо был идентифицирован.

Астрономы обнаружили новую загадочную звездную систему в 3000 световых лет от Земли, которая, по-видимому, представляет собой так называемую двойную «черную вдову».

Они состоят из быстро вращающейся нейтронной звезды или пульсара, который вращается и медленно поглощает меньшую звезду-компаньон, во многом так же, как его паукообразный тезка делает с партнером.

Астрономам известно около двух десятков двойных черных вдов в Млечном Пути.

«Эти системы называют черными вдовами из-за того, что пульсар как бы поглощает то, что его переработало, точно так же, как паук съедает свою половинку», — сказал Кевин Бердж из Массачусетского технологического института, ведущий автор исследования о новом открытии.

У этого новейшего кандидата в двойную черную вдову самый короткий период обращения из всех идентифицированных до сих пор: пульсар и звезда-компаньон обращаются друг вокруг друга каждые 62 минуты.

Эксперты говорят, что система, названная ZTF J1406+1222, уникальна, потому что в ней находится третья, далеко расположенная звезда, которая обращается вокруг двух внутренних звезд каждые 10 000 лет.

ЧТО ТАКОЕ БИНАРНЫЕ МАТЕРИАЛЫ «ЧЕРНАЯ ВДОВА»?

Двойные системы «черная вдова» питаются от пульсаров — быстро вращающихся нейтронных звезд, которые являются коллапсирующими ядрами массивных звезд.

Пульсары имеют головокружительный период вращения, вращаясь каждые несколько миллисекунд и испуская при этом вспышки высокоэнергетического гамма- и рентгеновского излучения.

Обычно пульсары вращаются вниз и быстро умирают, поскольку сжигают огромное количество энергии. Но время от времени проходящая звезда может дать пульсару новую жизнь.

Когда звезда приближается, гравитация пульсара отрывает материал от звезды, что дает новую энергию для вращения пульсара.

Затем «переработанный» пульсар начинает переизлучать энергию, которая еще больше лишает звезду и в конечном итоге разрушает ее.

Эта вероятная «тройная черная вдова» вызывает вопросы о том, как могла сформироваться такая система.

Основываясь на своих наблюдениях, астрономы Массачусетского технологического института предложили теорию об открытии.

Они считают, что, как и в случае с большинством двойных черных вдов, тройная система, вероятно, возникла из плотного созвездия старых звезд, известного как шаровое скопление.

Это конкретное скопление, возможно, дрейфовало в центр Млечного Пути, где гравитации центральной черной дыры было достаточно, чтобы разорвать скопление на части, оставив тройную черную вдову нетронутой.

«Это сложный сценарий родов, — сказал Бердж.

«Эта система, вероятно, парит в Млечном Пути дольше, чем существует Солнце».

Исследователи использовали новый подход для обнаружения тройной системы.

В то время как большинство двойных черных вдов обнаруживаются по гамма- и рентгеновскому излучению, испускаемому центральным пульсаром, команда Массачусетского технологического института использовала видимый свет и, в частности, вспышку звезды-компаньона бинарной системы, чтобы обнаружить ZTF J1406+1222.

Оказывается, дневная сторона звезды-компаньона — сторона, постоянно обращенная к пульсару, — может быть во много раз горячее, чем ее ночная сторона, из-за постоянного высокоэнергетического излучения, которое она получает от пульсара.

«Я подумал, что вместо того, чтобы искать непосредственно пульсар, попробуйте поискать звезду, которую он готовит», — сказал Бердж.

Он думал, что если астрономы наблюдают звезду, яркость которой периодически сильно меняется, это будет сильным сигналом того, что она находится в двойной системе с пульсаром.

Чтобы проверить эту теорию, Бердж и его коллеги просмотрели оптические данные, полученные Zwicky Transient Facility, обсерваторией в Калифорнии, которая делает широкоугольные изображения ночного неба.

Команда изучила яркость звезд, чтобы увидеть, резко ли они изменились в 10 или более раз на временной шкале около часа или меньше — признаки, указывающие на присутствие звезды-компаньона, вращающейся вокруг пульсара.

Команда смогла выбрать дюжину известных двоичных файлов черной вдовы, подтвердив точность нового метода.

Затем они заметили звезду, яркость которой менялась в 13 раз каждые 62 минуты, что указывает на то, что она, вероятно, была частью новой двойной системы черной вдовы, которую они назвали ZTF J1406+1222.

Они искали звезду в наблюдениях, сделанных Gaia, космическим телескопом Европейского космического агентства, который проводит точные измерения положения и движения звезд в небе.

Оглядываясь назад на измерения звезды, полученные в ходе Слоановского цифрового обзора неба, сделанные десятилетия назад, команда обнаружила, что за двойной звездой следует другая далекая звезда.

Судя по их расчетам, эта третья звезда совершала оборот вокруг внутренней двойной системы каждые 10 000 лет.

Любопытно, что астрономы не обнаружили непосредственно гамма- или рентгеновское излучение пульсара в двойной системе, что является типичным способом подтверждения черных вдов.

Таким образом, ZTF J1406+1222 считается бинарным кандидатом в черную вдову, что команда надеется подтвердить будущими наблюдениями.

Бердж сказал: «Эта система действительно уникальна с точки зрения черных вдов, потому что мы нашли ее с видимым светом, и из-за ее широкого компаньона, и из-за того, что она пришла из галактического центра.

— Мы еще многого не понимаем. Но у нас есть новый способ поиска этих систем в небе.

Он добавил: «Единственное, что мы знаем наверняка, это то, что мы видим звезду, дневная сторона которой намного горячее ночной, и которая обращается вокруг чего-то каждые 62 минуты».

«Кажется, все указывает на то, что это двоичный файл черной вдовы. Но в нем есть несколько странностей, так что, возможно, это что-то совершенно новое».

Теперь команда планирует продолжить наблюдения за новой системой, а также применить оптическую технику для освещения большего количества нейтронных звезд и черных вдов в небе.

Исследование опубликовано в журнале Nature .

ЧТО ТАКОЕ НЕЙТРОННЫЕ ЗВЕЗДЫ?

Нейтронные звезды — это коллапсированные, выгоревшие ядра мертвых звезд.

Когда большие звезды достигают конца своей жизни, их ядро

разрушается, срывая внешние слои звезды.

Это оставляет чрезвычайно плотный объект, известный как нейтронная звезда, который сжимает больше массы, чем содержится на Солнце, до размеров города.

Обычно нейтронная звезда имеет массу, примерно в полмиллиона раз превышающую массу Земли, но ее диаметр составляет всего около 20 километров (12 миль).

Горстка материала этой звезды будет весить столько же, сколько гора Эверест.

Они очень горячие, возможно, миллион градусов, очень радиоактивны и обладают невероятно сильными магнитными полями.

По словам профессора Патрика Саттона, главы факультета гравитационной физики Университета Кардиффа, это делает их, пожалуй, самой враждебной средой во Вселенной на сегодняшний день.

Плотные объекты, особенно их ядра, являются ключом к нашему пониманию тяжелых элементов Вселенной.