Великий сюрприз. Астрономи виявили незвичайну зіркову систему, яка кидає виклик нашим уявленням про космос
Наукпоп4 вересня 2022, 09:03
Чорна вдова — надзвичайно рідкісний об'єкт, яких у всій нашій галактиці налічується близько двох десятків. Вчені вважають їх одними з найнезвичайніших об'єктів серед усіх зіркових систем.
Це великий пульсар — нейтронна зірка, яка обертається на величезній швидкості і має найсильніше магнітне поле у Всесвіті, через що його магнітні полюси постійно викидають у космос електромагнітне випромінювання.
Зазвичай пульсари швидко вмирають, оскільки дуже швидко спалюють свої запаси. Щоб цього не трапилося, поряд з пульсаром повинна знаходитися ще одна зірка, яка зазвичай вмирає, яка живить його, «віддаючи» йому свою матерію. Чим більше у пульсара матерії, тим активніше він її спалює, постійно збільшуючи швидкість «пожирання» зірки. Саме наявністю компаньйона, який дає їжу, чорна вдова відрізняється від звичайного пульсара.
Таку назву астрономи придумали, провівши паралель із тваринним світом, у якому самка чорної вдови з'їдає самця після парування.
Передплатіть NV Преміум та читайте без обмежень
Нам необхідна ваша підтримка, щоб займатися якісною журналістикою
Загадка ZTF J1406+1222
Американські астрономи виявили найекстремальнішого кандидата у чорні вдови з усіх, що були відкриті досі — об'єкт ZTF J1406+1222. Він знаходиться приблизно за 3000 світлових років від Землі і має найкоротший орбітальний період серед усіх виявлених чорних вдів: пульсар та його зірка-компаньйон обертаються один навколо одного за 62 хвилини.
Проте ще більше здивувало вчених, які опублікували своє дослідження про об'єкт у журналі Nature — це те, що в цій зірковій системі знаходиться не дві, а одразу три зірки. Третій сусід обертається довкола двох своїх сусідів за 10 тисяч років.
Вчені поки що не зовсім розуміють, як така система могла з’явитися — це питання найбільше інтригує їх, адже сучасні космологічні теорії не можуть пояснити народження такого об'єкта. Дослідники Массачусетського технологічного інституту припускають, що вона з’явилася на місці древнього кульового скупчення. На їхню думку, це скупчення наблизилося до центру Чумацького Шляху, де його розірвало на частини гравітацією центральної чорної діри нашої галактики. ZTF J1406+1222 при цьому залишився недоторканим, що дозволило дослідникам з часом виявити цю систему.
«Це дуже складний сценарій народження. Система, мабуть, ширяє в Чумацькому Шляху довше, ніж існує Сонце», — каже Кевін Бердж, науковий співробітник кафедри фізики Массачусетського технологічного інституту Паппалардо.
Система відрізняється від решти чорних вдів ще й методом виявлення, який використовували вчені. Зазвичай дослідники знаходять їх за гамма- і рентгенівським випромінюванням, що випускається пульсаром. Натомість, вчені знайшли ZTF J1406+1222 за світлом, що виходить від системи, а точніше, від спалаху далекої зірки-компаньйона цього об'єкта.
Справа в тому, що денний бік зірки-компаньйона — тобто той бік, який обернений до пульсара, набагато гарячіший за нічний через його постійне високоенергетичне випромінювання. Бердж припустив, що це новий ключ, який дозволить шукати подібні об'єкти, не вдаючись до допомоги рентгенівських телескопів.
Як вчені виявили нову чорну вдову?
Бердж висунув гіпотезу, що якщо яскравість зірки періодично змінюється (через те, що зірка обертається навколо пульсара), то це може свідчити про те, що вона є частиною чорної вдови.
Використовуючи оптичні дані, отримані каліфорнійською обсерваторією Zwicky Transient Facility, вчені вивчили зміну яскравості зірок протягом години. На їхню думку, саме такі зірки обертаються навколо пульсарів, віддаючи їм свою матерію, що й викликало б їхнє «миготіння».
Так і вийшло — дослідники справді змогли виявити понад десяток зірок, які насправді є компаньйонами пульсарів. Потім вони виявили зірку, яскравість якої лише за годину спостережень змінювалася аж у 13 разів. Так вони і вийшли на слід ZTF J1406+1222.
Потім вони вивчили цю зірку за допомогою бази даних, зібраної космічним телескопом Gaia, який відстежує рух зірок у космосі. З’ясувалося, що за нею рухається ще одна зірка, яка обертається довкола цієї подвійної системи кожні 10 тис. років.
Цей «третій зайвий» спростовує всі наявні моделі формування чорних вдів, що особливо зацікавило вчених. Справа в тому, що зазвичай формування нейтронної зірки супроводжується ударом від компаньйона, який і запускає її шалене обертання. У всякому разі, саме це передбачають наявні моделі.