Определена самая тяжелая нейтронная звезда

Объект J0740+6620, который вращается вокруг белого карлика, оказался самой массивной нейтронной звездой – он в 2,17 раза тяжелее Солнца. Это значение превышает предельную массу, при достижении которого нейтронная звезда должна превратиться в черную дыру.

Объект J0740+6620
© B. Saxton / NRAO / AUI / NSF

Диаметр нейтронной звезды J0740+6620 – около 30 километров, однако ее масса – 4,32 * 10³⁰ кг, она более чем вдвое тяжелее Солнца и более чем в 722 тысячи раз тяжелее Земли. Этот объект вращается вокруг белого карлика – звезды, у которой нет источников термодяреной энергии и которая светится только благодаря своей тепловой энергии. Свет от этой двойной системы идет до Земли около 4600 световых лет, то есть до нее 43,52 * 10¹⁵ км.

Вычислить массу J0740+6620 астрономы смогли благодаря так называемой задержке Шапиро. Этот эффект заключается в том, что свет, проходя вблизи массивного объекта, немного замедляется. При этом чем массивнее объект, тем задержка больше. Проанализировав данные американского радиотелескопа Грин-Бэнк, международная группа астрономов по величине задержки Шапиро смогла вычислить сперва массу белого карлика, а затем и массу его спутницы — J0740+6620.

Результат удивил ученых. Дело было вовсе не в том, что это оказалась самая массивная нейтронная звезда из известных науке – предыдущая была тяжелее Солнца всего в 2,01 раза. В 2018 году с помощью наблюдений за гравитационными волнами – колебаниями пространства-времени, которые появляются от очень массивных объектов — немецкие астрономы вычислили теоретический предел массы для нейтронных звезд – 2,16 солнечных масс. Если масса такого объекта выше, то он должен становиться черной дырой. Однако в случае с J0740+6620 этого не произошло.

Авторы работы пока не могут этого объяснить. Вместе с тем они надеются, что раз эта нейтронная звезда не превратилась в черную дыру, значит, возможен и другой сценарий, согласно которому две сливающиеся нейтронные звезды станут не черной дырой, а стабильной нейтронной звездой. Ранее астрономы считали, что это невозможно.

Нейтронные звезды образуются после вспышки сверхновой, это одни из самых плотных объектов во Вселенной. Они состоят из очень тонкой твердой оболочки из атомных ядер и нейтронов и нейтронной сердцевины. Как правило, радиус подобных объектов составляет от 10 до 20 км, а масса колеблется от 1,3 до 1,5 масс Солнца.

Статья опубликована в журнале Nature Astronomy
Источник: ИТАР-ТАСС