Този рекорден пулсар 'Черна вдовица' е най-масивната неутронна звезда досега

НАСА симулация на пулсар. (Центърът за космически полети Годард на НАСА)

Една от най-екстремните звезди в Млечния път току-що стана още по-луда.

Учените са измерили масата на a неутронна звезда наречена PSR J0952-0607, и установи, че това е най-масивната неутронна звезда, откривана досега, достигаща цели 2,35 пъти масата на Слънцето.

Ако е вярно, това е много близо до теоретизираната горна граница на масата на около 2,3 слънчеви маси за неутронни звезди, представляващи отлична лаборатория за изучаване на тези ултра-плътни звезди на това, което смятаме, че е 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, като в ядрото на уранов атом,“ каза астрофизикът Алекс Филипенко от Калифорнийския университет в Бъркли.

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

Неутронните звезди са колабирали ядра на масивни звезди, които са били между около 8 и 30 пъти по-големи от масата на Слънцето, преди да се превърнат в супернова и да издухат по-голямата част от масата си в космоса.

Тези ядра, имащи тенденция да бъдат 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 .

Тяхната маса е събрана в сфера с диаметър само 20 километра (12 мили); при тази плътност протоните и електроните могат да се комбинират в неутрони. Единственото нещо, което пречи на тази топка от неутрони да се срути в черна дупка, е силата, която ще им е необходима, за да заемат същите квантови състояния, описани като налягане на израждане.

В известен смисъл това означава, че неутронните звезди се държат като масивни атомни ядра. Но какво се случва в тази критична точка, когато неутроните образуват екзотични структури или се размиват в супа от по-малки частици, е трудно да се каже.

PSR J0952-0607 вече беше една от най-интересните неутронни звезди в Млечния път. Това е известно като a Натиснете – неутронна звезда, която се върти много бързо, със струи радиация, излъчващи се от полюсите. Докато звездата се върти, тези полюси преминават покрай наблюдателя (нас) като космически фар, така че изглежда, че звездата пулсира.

Тези звезди могат да бъдат безумно бързи, скоростта им на въртене е на милисекунди. PSR J0952-0607 е вторият най-бърз пулсар в Млечния път, който се върти умопомрачително 707 пъти в секунда. (Най-бързият е само малко по-бърз, със скорост на въртене от 716 пъти в секунда .)

Това е и това, което е известно като пулсар на 'черната вдовица'. Звездата е в близка орбита с двоичен спътник – толкова близо, че нейното огромно гравитационно поле изтегля материал от спътниковата звезда. Този материал образува акреционен диск, който се върти наоколо и се подава в неутронната звезда, малко като вода, която се върти около дренаж. Ъгловият импулс от акреционния диск се прехвърля към звездата, което води до увеличаване на 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-компаньон е малка, по-малко от 10 процента от масата на Слънцето. Изследователският екип направи внимателни проучвания на системата и нейната орбита и използва тази информация, за да получи ново, точно измерване на пулсара.

Техните изчисления върнаха резултат от 2,35 пъти масата на Слънцето, повече или повече 0,17 слънчеви маси. Ако приемем, че началната маса на стандартна неутронна звезда е около 1,4 пъти по-голяма от масата на Слънцето, това означава, че PSR J0952-0607 е погълнал материя до стойността на цялото Слънце от своя двоичен спътник. Екипът казва, че това е наистина важна информация за неутронните звезди.

„Това осигурява някои от най-силните ограничения върху свойството на материята да е няколко пъти по-голяма от плътността, наблюдавана в атомните ядра. Всъщност много иначе популярни модели на физиката на плътната материя са изключени от този резултат,' Романи обясни .

„Високата максимална маса за неутронните звезди предполага, че това е смес от ядра и техните разтворени кварки нагоре и надолу по целия път до ядрото. Това изключва много предложени състояния на материята , особено тези с екзотична вътрешна композиция.'

Двоичният също показва механизъм, чрез който се изолира пулсари , без двоични компаньони, може да има скорост на въртене от милисекунди. Спътникът на J0952-0607 почти го няма; след като бъде напълно погълнат, пулсарът (ако не се наклони над горната граница на масата и не се срути още повече в черна дупка) ще запази безумно бързата си скорост на въртене за доста време.

И ще бъде сам, точно като всички останали изолирани милисекундни пулсари.

„Когато звездата-компаньон се развива и започва да се превръща в червен гигант, материалът се разлива към неутронната звезда и това завърта неутронната звезда. Като се върти нагоре, тя става невероятно енергизирана и вятър от частици започва да излиза от неутронната звезда. След това този вятър удря звездата-донор и започва да отделя материал от нея и с течение на времето масата на звездата-донор намалява до тази на планета и ако мине още повече време, тя изчезва напълно. каза Филипенко .

„И така, така могат да се образуват самотни милисекундни пулсари. В началото не бяха сами – трябваше да са в двоична двойка, но постепенно се изпариха от спътниците си и сега са самотни.

Изследването е публикувано в The Astrophysical Journal Letters .

За Нас

Публикуването На Независими, Доказани Факти От Доклади За Здравето, Пространството, Природата, Технологиите И Околната Среда.