Вестерлунд 1 звездное скопление. Изображение предоставлено: Chandra. Нажмите, чтобы увеличить.
Согласно новым результатам рентгеновской обсерватории Чандра НАСА, очень массивная звезда разрушилась, образовав нейтронную звезду, а не черную дыру, как ожидалось. Это открытие показывает, что природе труднее создать черные дыры, чем считалось ранее.
Ученые обнаружили эту нейтронную звезду - плотный вихревой шар нейтронов диаметром около 12 миль - в очень молодом звездном скоплении. Астрономы смогли использовать четко определенные свойства других звезд в скоплении, чтобы сделать вывод, что прародитель этой нейтронной звезды был как минимум в 40 раз больше массы Солнца.
«Наше открытие показывает, что некоторые из самых массивных звезд не коллапсируют, чтобы сформировать черные дыры, как предсказано, а вместо этого образуют нейтронные звезды», - сказал Майкл Муно, научный сотрудник Хаббла из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе и ведущий автор статьи, которая будет опубликована в «Астрофизическом журнале». Письма.
Когда очень массивные звезды создают нейтронные звезды, а не черные дыры, они будут оказывать большее влияние на состав будущих поколений звезд. Когда звезда коллапсирует, образуя нейтронную звезду, более 95% ее массы, большая часть которой богата металлами из ее ядра, возвращается в пространство вокруг нее.
«Это означает, что огромное количество тяжелых элементов возвращается в циркуляцию и может образовывать другие звезды и планеты», - сказал Дж. Саймон Кларк из Открытого университета в Соединенном Королевстве.
Астрономы не до конца понимают, насколько массивной должна быть звезда, чтобы образовалась черная дыра, а не нейтронная звезда. Самый надежный метод оценки массы звезды-прародителя - показать, что нейтронная звезда или черная дыра является членом скопления звезд, все из которых близки к одному возрасту.
Поскольку более массивные звезды развиваются быстрее, чем менее массивные, масса звезды может быть оценена по известной ее эволюционной стадии. Нейтронные звезды и черные дыры являются конечными этапами эволюции звезды, поэтому их предшественники должны были быть одними из самых массивных звезд в скоплении.
Муно и его коллеги обнаружили пульсирующую нейтронную звезду в скоплении звезд, известном как Вестерлунд 1. В этом скоплении содержится сотня тысяч или более звезд в области шириной всего 30 световых лет, что предполагает, что все звезды родились в одном эпизоде звезды образование. Известно, что на основе оптических свойств, таких как яркость и цвет, некоторые нормальные звезды в скоплении имеют массу около 40 солнц. Поскольку прародитель нейтронной звезды уже взорвался как сверхновая, ее масса должна была составлять более 40 солнечных масс.
Вводные курсы по астрономии иногда учат, что звезды с более чем 25 солнечными массами становятся черными дырами - концепция, которая до недавнего времени не имела наблюдательных доказательств, чтобы проверить это. Однако некоторые теории позволяют таким массивным звездам избегать превращения в черные дыры. Например, теоретические расчеты Александра Хегера из Чикагского университета и его коллег показывают, что чрезвычайно массивные звезды в своей жизни сдувают массу так эффективно, что покидают нейтронные звезды, когда у них возникают сверхновые. Предполагая, что нейтронная звезда в Вестерлунде 1 является одной из них, возникает вопрос о том, откуда берутся черные дыры, наблюдаемые в Млечном Пути и других галактиках.
Другие факторы, такие как химический состав звезды, скорость ее вращения или сила ее магнитного поля, могут определять, оставляет ли массивная звезда позади нейтронную звезду или черную дыру. Теория звезд нормального химического состава оставляет небольшое окно начальных масс - от 25 до несколько меньше 40 солнечных масс - для образования черных дыр в результате эволюции одиночных массивных звезд. Идентификация дополнительных нейтронных звезд или обнаружение черных дыр в молодых звездных скоплениях должно еще больше ограничить массы и свойства нейтронных звезд и предшественников черных дыр.
Работа, описанная Муно, была основана на двух наблюдениях Чандры 22 мая и 18 июня 2005 года. Центр космических полетов им. Маршалла НАСА, Хантсвилл, штат Алабама, управляет программой «Чандра» для управления научной миссии агентства. Смитсоновская астрофизическая обсерватория контролирует научные и летные операции из рентгеновского центра Чандра в Кембридже, штат Массачусетс.
Дополнительная информация и изображения доступны по адресу: http://chandra.harvard.edu
и http://chandra.nasa.gov
Первоначальный источник: пресс-релиз Чандра
