Крупные звезды массой от 10 до 30 масс Солнца погибают во взрывах сверхновых, а их внутренние слои образуют нейтронные звезды. Эти сверхплотные объекты имеют массу, сравнимую с массой Солнца, но их размеры — порядка пары десятков километров.
Рекорд массы для них до сих пор держался на уровне двух масс Солнца, однако новые исследования пульсара PSR J2215+5135 показали, что в состав этой системы входит нейтронная звезда в 2,4 солнечной массы. Отчет о его изучении испанские астрономы представили в статье, опубликованной в The Astrophysical Journal.
Сверхплотно «упакованные» вещества и энергия придают нейтронным звездам целый ряд удивительных свойств. Однако столь массивные среди них — большая редкость: из более чем 2000 известных на сегодня нейтронных звезд лишь несколько штук тяжелее двух Солнц. Они фактически находятся на границе с черными дырами — и позволяют изучать фундаментальные вопросы астрономии и физики частиц.
Открытый недавно пульсар PSR J2215+5135 включает быстровращающуюся нейтронную звезду и средних размеров звезду главной последовательности. Чтобы измерить их массу, испанские ученые провели параллельные наблюдения сразу четырьмя наземными телескопами, включая крупнейший оптический и ИК-инструмент Gran Telescopio Canarias.
Это позволило оценить влияние малого компаньона на общее излучение пульсара и измерить скорость его вращения и даже разницу температур между его полушариями: обращенная к нейтронной звезде «дневная» сторона оказалась нагрета примерно до 7800 °С, а «ночная» — до 5700 °С.
Наконец, астрономы подсчитали, что компаньоны по PSR J2215+5135 вращаются вокруг общего центра масс на скорости 412 км/с, делая оборот за 0,17 суток. Масса меньшей звезды оценивается всего в 0,33 массы Солнца; зато масса нейтронной звезды — в 2,27 Солнца.
Возможно, эта цифра позволит уточнить величину Предела Оппенгеймера — Волкова, определяющего верхнюю границу массы нейтронной звезды, после которой она коллапсирует в черную дыру. Эта цифра, первоначально установленная в 0,7 массы Солнца, сегодня, по разным данным, оценивается в промежутке от 1,6 до трех солнечных масс.
Стоит заметить, что пульсар B1957+20, по некоторым подсчетам, может содержать нейтронную звезду еще немного более тяжелую, от 1,6 до 2,4 солнечной массы. Возможно, новые исследования позволят уточнить эту цифру и явят нам нового рекордсмена.
Наука
Роман Фишман
