Большой сюрприз. Астрономы обнаружили необычную звездную систему, которая бросает вызов нашим представлениям о космосе
Научпоп4 сентября 2022, 09:03
Черная вдова — чрезвычайно редкий объект, которых во всей нашей галактике насчитывается около двух десятков. Ученые считают их одними из самых необычных объектов среди всех звездных систем.
Это большой пульсар — нейтронная звезда, которая вращается на огромной скорости и обладает сильнейшим магнитным полем во Вселенной, из-за чего ее магнитные полюса постоянно выбрасывают в космос электромагнитное излучение.
Обычно пульсары быстро умирают, поскольку они очень быстро сжигают свои запасы. Чтобы этого не случилось, рядом с пульсаром должна находиться еще одна звезда, обычно умирающая, которая будет его питать, «отдавая» ему свою материю. Чем больше у пульсара материи, тем активнее он ее сжигает, постоянно увеличивая скорость «пожирания» звезды. Именно наличием компаньона, который дает пищу, черная вдова отличается от обычного пульсара.
Такое название астрономы придумали, проведя параллель с животным миром, в котором самка черной вдовы съедает самца после спаривания.
Подпишитесь на NV Премиум и читайте без ограничений
Нам необходима ваша поддержка, чтобы заниматься качественной журналистикой
Загадка ZTF J1406+1222
Американские астрономы обнаружили самого экстремального кандидата в черные вдовы из всех, что были открыты до сих пор — объект ZTF J1406+1222. Он находится примерно в 3000 световых годах от Земли и имеет самый короткий орбитальный период среди всех обнаруженных черных вдов: пульсар и его звезда-компаньон вращаются друг вокруг друга за 62 минуты.
Однако что еще больше удивило ученых, опубликовавших свое исследование об объекте в журнале Nature — это то, что в этой звездной системе находится не две, а сразу три звезды. Третий сосед обращается вокруг двух своих соседей за 10 тысяч лет.
Ученые пока не совсем понимают, как такая система могла появиться — этот вопрос интригует их больше всего, ведь современные космологические теории не могут объяснить рождение такого объекта. Исследователи Массачусетского технологического института предполагают, что она возникла на месте древнего шарового скопления. По их мнению, это скопление приблизилось к центру Млечного Пути, где его разорвало на части гравитацией центральной черной дыры нашей галактики. ZTF J1406+1222 при этом остался нетронутым, что и позволило исследователям со временем обнаружить эту систему.
«Это очень сложный сценарий рождения. Система, вероятно, парит во Млечном Пути дольше, чем существует Солнце», — говорит Кевин Бердж, научный сотрудник кафедры физики Массачусетского технологического института Паппалардо.
Система отличается от остальных черных вдов еще и методом обнаружения, который использовали ученые. Обычно исследователи находят их по по гамма- и рентгеновскому излучению, испускаемое пульсаром. Вместо этого, ученые нашли ZTF J1406+1222 по свету, который исходит от системы, а точнее, от вспышки далекой звезды-компаньона этого объекта.
Дело в том, что дневная сторона звезды-компаньона — то есть та сторона, которая обращена к пульсару, намного горячее ночной из-за его постоянного высокоэнергетического излучения. Бердж предположил, что это — новый ключ, который позволит искать подобные объекты, не прибегая к помощи рентгеновских телескопов.
Как ученые обнаружили новую черную вдову?
Бердж выдвинул гипотезу, что если яркость звезды периодически меняется (из-за того, что звезда вращается вокруг пульсара), то это может свидетельствовать о том, что она является частью черной вдовы.
Использовав оптические данные, полученные калифорнийской обсерваторией Zwicky Transient Facility, ученые изучили изменение яркости звезд в течении часа. По их мнению, именно такие звезды вращаются вокруг пульсаров, отдавая им свою материю, что и вызывало бы их «мигание».
Так и получилось — исследователи действительно смогли обнаружить более десятка звезд, которые на самом деле являются компаньонами пульсаров. Затем они обнаружили звезду, яркость которой всего за час наблюдений менялась аж в 13 раз. Так они и вышли на след ZTF J1406+1222.
Затем они изучили эту звезду при помощи базы данных, собранной космическим телескопом Gaia, который отслеживает движение звезд в космосе. Выяснилось, что за ней движется еще одна звезда, которая обращается вокруг этой двойной системы каждые 10 тыс. лет.
Этот «третий лишний» опровергает все существущие модели формироования черных вдов, что особенно заинтересовало ученых. Дело в том, что обычно формирование нейтронной звезды сопровождается «ударом» от компаньона, который и запускает ее бешенное вращение. Во всяком случае, именно это предполагают существующие модели.