Порочные, быстро мигающие «черные вдовы» и «красные» пульсары усеивают ночное небо. Эти жестокие звезды разрывают своих меньших звездных партнеров на кусочки, когда они разворачивают их по узким двойным орбитам, уничтожая мелких партнеров в процессе. И в новой статье ученые раскрыли историю происхождения этих голодных звезд.
Неслучайно астрономы назвали эти системы - места в космосе, где крошечная, тяжелая, быстро вращающаяся нейтронная звезда заряжается, разрывая маленького двойного партнера - в честь смертельных пауков. И самки, и красные, и черные вдовы едят самцов живыми после секса. (У звезд, как у пауков, черные вдовы соединяются с более мелкими партнерами.) Красные и черные вдовы являются подкатегориями «миллисекундных пульсаров», нейтронных звезд, которые вращаются так быстро, что они вспыхивают Землей каждые несколько долей миллисекунды. Но до сих пор никто не мог объяснить, как образовались эти противные звезды.
Нейтронные звезды - сверхплотные остатки свернутых звезд. Не шире, чем маленький город, они все же перевешивают наше солнце. Ученым пришлось изобретать совершенно новую физику, чтобы объяснить, как материя ведет себя внутри них. (Но в отличие от черных дыр, они недостаточно плотны, чтобы образовывать особенности.) Ученые называют их пульсарами, потому что они часто представляются телескопам как регулярно пульсирующие источники света. Большинство вращается намного быстрее, чем нормальные звезды, и их регулярные вращения могут действовать как часы, тикающие в космосе.
Но сами нейтронные звезды обычно не вращаются достаточно быстро, чтобы быть миллисекундным пульсаром, пишут исследователи в новом исследовании. Какой-то внешний источник энергии должен толкать пульсар до скорости вращения. Вот почему большинство миллисекундных пульсаров появляются в двойных системах. Астрономы считают, что, как правило, белый карлик падает в нейтронную звезду, а затем в какой-то момент по линии начинает отсасывать поток вещества из своего двойного двойника. Энергия из этого потока вещества заставляет нейтронную звезду вращаться намного быстрее, чем при рождении.
Redbacks и черные вдовы, как правило, не подходят к этой модели, хотя. Часто более тяжелые партнеры в их маленьких двойных системах, запертые на узких орбитах, их интенсивные рентгеновские лучи выбрасывают вещество с поверхностей их звезды-компаньона, сбивая эту миниатюрную звезду в космос, а затем втягивая ее обратно под действием силы тяжести. Массы и энергии, движущиеся вокруг этих систем, очень необычны по сравнению с типичными системами миллисекундных пульсаров. В результате, как написали исследователи, нормальная модель того, как спутники-звезды ускоряют миллисекундные пульсары, кажется, неприменима.
В новой статье, опубликованной 14 августа в Astrophysical Journal, группа исследователей усовершенствовала эту модель. Их статья учитывает мощную магнитную энергию нейтронных звезд и показывает, как магнетизм нейтронной звезды может ограничивать всю материю, взорванную от звезды-компаньона, на северном и южном полюсах нейтронной звезды. Это меняет основную механику ситуации, пишут они, и показывает, что даже меньший партнер по системам восстановления и многим системам черной вдовы может разогнать пульсары до миллисекундных скоростей.
Однако эта теория магнетизма не может объяснить всех черных вдов, о которых мы знаем. Но эта работа должна устранить необходимость в некоторых более драматических теориях - таких, как опубликованная в «Астрофизическом журнале» в 2015 году, предполагающая, что, возможно, эти виды нейтронных звезд просто рождаются как миллисекундные пульсары и не нуждаются в ускорении.
