В 27 400 световых годах от нас обнаружена мертвая звезда, устраивающая, пожалуй, самое захватывающее звездное диско из всех, что мы когда-либо видели.
В двойной системе 4U 1820-30 нейтронная звезда вращается вокруг своей оси с такой ошеломляющей скоростью, что совершает 716 оборотов в секунду. Ни у одной из известных звезд не наблюдалось подобной скорости вращения, лишь знаменитый пульсар PSR J1748-2446ad приближался к этому показателю.
Это открытие, сделанное командой астрофизика Гауравы Джайсваля из Технического университета Дании, подтверждает теоретический предел скорости вращения нейтронных звезд, который составляет примерно 730 оборотов в секунду.
«Мы изучали термоядерные взрывы в этой системе и обнаружили удивительные колебания», — рассказывает Джайсваль. «Если будущие наблюдения подтвердят это, то нейтронная звезда 4U 1820-30 станет одним из самых быстро вращающихся объектов во Вселенной».
Нейтронные звезды – один из финальных этапов эволюции массивных звезд. Когда у звезды массой от 8 до 30 Солнц заканчивается «топливо» для термоядерного синтеза, она взрывается как сверхновая, выбрасывая свои внешние слои. Ядро же, лишенное поддерживающего давления, коллапсирует под действием собственной гравитации.
Этот коллапсирующий объект и есть нейтронная звезда – объект массой от 1,1 до 2,3 солнечных масс, сжатый в крошечную сферу диаметром всего 20 километров. Слово «плотный» даже близко не описывает ее состояние. Вещество внутри этих объектов ведет себя очень странно, как и сами звезды.
У нас есть разные названия для различных типов поведения нейтронных звезд. Магнитары – это нейтронные звезды с невероятно мощным магнитным полем. Пульсары – это быстро вращающиеся нейтронные звезды, которые испускают пучки радиоволн из своих полюсов, словно космические маяки.
Система 4U 1820-30 известна ученым с 1980-х годов. Это двойная звездная система в созвездии Стрельца, состоящая из нейтронной звезды и белого карлика, которые вращаются друг вокруг друга с периодом всего 11,4 минуты.
Близость звезд означает, что нейтронная звезда может «пожирать» своего компаньона, перетягивая на себя вещество. Это вещество накапливается на поверхности нейтронной звезды, становясь все плотнее и горячее, пока не происходит термоядерный взрыв.
Именно эти взрывы изучал Джайсваль и его коллеги с помощью рентгеновского телескопа NICER, установленного на Международной космической станции.
«Во время этих взрывов нейтронная звезда становится до 100 000 раз ярче Солнца, высвобождая огромное количество энергии», — говорит астрофизик Жером Шенев из Технического университета Дании. «Мы имеем дело с экстремальными событиями, и, изучая их, мы получаем новые знания о жизненных циклах двойных звездных систем и формировании элементов во Вселенной».
Команда зафиксировала 15 таких термоядерных взрывов с 2017 по 2022 год. Но при анализе данных они обнаружили нечто странное. Один из взрывов имел необычную сигнатуру – колебания с частотой 716 Гц. Как будто звезда вращалась во время взрыва, что, как определили исследователи, скорее всего, и происходило.
Это может означать, что нейтронная звезда 4U 1820-30 – это рентгеновский пульсар с периодом вращения 716 оборотов в секунду, подпитываемый термоядерными взрывами. Поскольку PSR J1748-2446ad – радиопульсар, 4U 1820-30 может стать самым быстрым из известных пульсаров, работающих на ядерной энергии.
Для подтверждения этого открытия потребуются дополнительные наблюдения. Однако, если оно подтвердится, результаты дадут нам новый инструмент для изучения нейтронных звезд и пределов, которые они могут достичь перед своим разрушением.
Исследование группы опубликовано в The Astrophysical Journal.
Читайте также: Пульсары Вселенной намекают на невидимые структуры в Млечном Пути
