Астрономи зафіксували загадковий невидимий об'єкт, який не вписується в відому фізику

Астрометричні дані європейського супутника «Гая» (Gaia) знову підкинули астрономам загадку: у космосі, на відстані кількох тисяч світлових років, виявлено компактний об'єкт, утворення якого неможливо пояснити в рамках сучасних теорій еволюції зірок. Розгадка цієї таємниці може значно просунути вчених у розумінні Всесвіту.

Джерело зображення: ШІ-генерація ChatGPT/3DNews

З зрозумілих причин об'єкт з позначенням J0008+0128 і орієнтовним розміром близько 20 км не вдасться побачити з такої відстані. Тому його дослідження базується на спільному аналізі спектроскопічних і астрометричних спостережень. Перш за все, судити про об'єкт дозволяє його гравітаційний партнер по системі — червоний гігант, спостереження якого не викликає жодних проблем.

Для вимірювання радіальної швидкості червоного гіганта використовувалися дані оглядів LAMOST і SDSS/APOGEE, а також спостереження телескопа Північної оптичної обсерваторії (NOT). Астрометричні вимірювання європейського космічного телескопа «Гая» (Gaia) дозволили доповнити картину руху зірок і визначити параметри орбіти. Аналіз спектрів високого розділення також показав відсутність спектральних ліній, які могли б належати другій зірці. Таким чином, дослідники отримали переконливі свідчення присутності в системі невидимого компактного об'єкта.

Маса червоного гіганта оцінюється в діапазоні 1,2–2,7 маси Сонця. Для невидимого компаньйона отримано діапазон 1,8–2,8 сонячної маси. Орбітальний період системи складає приблизно 1220 днів, ексцентриситет — близько 0,1, тобто орбіта порівняно близька до кругової. При цьому вона занадто велика, щоб невидимий і явно надмасивний об'єкт міг перетягнути на себе частину маси компаньйона і таким чином вирости до виміряних розмірів.

Саме поєднання великої маси компактного об'єкта і значної відстані між компонентами робить систему незвичайною. Якщо компаньйон дійсно є нейтронною зіркою, як припустили вчені, то він належить до виключно масивних представників цього класу, які досі не спостерігалися в природі і навіть не відтворюються в моделях. Вони буквально не вписуються в рамки сучасних уявлень про еволюцію зірок.

Автори перевірили можливі сценарії еволюції системи за допомогою тисяч комп'ютерних симуляцій, включаючи моделі еволюції подвійних зірок POSYDON. Однак жодна з них не змогла відтворити спостережувані фізичні та орбітальні характеристики J0008+0128.

Дослідники розглядають кілька гіпотез: утворення незвично масивної нейтронної зірки безпосередньо під час вибуху наднової або існування в минулому трійної системи, в якій два внутрішні компоненти згодом злилися. У другому випадку це могло бути злиття нейтронної зірки з звичайною зіркою або двох нейтронних зірок.

Уточнення параметрів надмасивної нейтронної зірки, якщо це дійсно вона, дозволить отримати ряд обмежень для визначення межі між нейтронними зірками і чорними дірами. Точніше, це допоможе краще зрозуміти відмінності між зірками, вибухи яких у вигляді наднових закінчуються утворенням нейтронних зірок або чорних дір.

Якщо це нейтронна зірка, то нові параметри дадуть уявлення про щільність її речовини і його здатність протистояти гравітаційному колапсу і перетворенню в чорну діру. Для вперше виявленого надмасивного об'єкта в цій категорії зіркових залишків нові дані стануть справжнім відкриттям, здатним допомогти вченим просунутися в розумінні Всесвіту і, що не виключено, виявити в фізиці щось нове.

Хочеш дізнатися більше — читай відгуки