Бесконечный космос полон различными загадками и тайнами. Одна из таких загадок касается того, как нейтронные звезды аккумулируют массу и, в результате воздействия собственной гравитации, схлопываются с черные дыры. Пролить свет на эту загадку может открытие новой нейтронной звезды, которая имеет самую большую массу среди всех известных людям. Дальнейшее исследование этого необычного космического объекта позволит ученым четче определить пределы размеров и массы, после преодоления которых физическое существование нейтронной звезды становится невозможным.
Нейтронные звезды являются остатками от массивных звезд, которые заканчивают свой жизненный цикл взрывом сверхновой. По сути, нейтронная звезда представляет собой сверхплотное ядро «почившей» звезды, и если ей удается набрать недостающую массу, притягивая материю из окружающего пространства, она превращается в черную дыру. Типичные нейтронные звезды имеют размеры, исчисляющиеся десятком или двумя десятками километров, зато их масса может составить конкуренцию массе нашего Солнца.
Это делает нейтронные звезды объектами с самой высокой плотностью материи во всей Вселенной, которые можно изучать путем прямых наблюдений. Для сравнения, часть материи нейтронной звезды, размером с кубик сахара, весила бы на Земле 100 миллионов тонн. Астрономы уже достаточно хорошо изучили такие объекты, тем не менее, у них остается еще целый ряд неразрешенных вопросов, касающихся внутреннего строения нейтронных звезд и критического значения массы, по достижению которой они превращаются в черную дыру.
Ученые, при помощи радиотелескопа Green Bank Telescope, проводили изучение нейтронной звезды J0740+6620, входящей, совместно со звездой-белым карликом, в состав двоичной системы. Эта звезда обладает массой, в 2.17 раза превосходящей массу Солнца, а ее диаметр составляет всего 30 километров. Обладая такими параметрами, эта звезда буквально «ходит по лезвию бритвы», лишь небольшое количество дополнительной массы или произошедшее неподалеку высокоэнергетическое событие может подтолкнуть ее к превращению в черную дыру.
Интересен способ, при помощи которого ученым удалось определить массу звезда J0740+6620. Эта звезда является пульсаром с достаточно высокой скоростью вращения, это, в свою очередь, означает, что она излучает мощнейшие потоки радиоволн и излучения других типов со своих магнитных полюсов. Эти потоки врываются в пространство как луч маяка и подобные явления уже достаточно давно используются учеными для изучения пространства и времени, проверки Общей теории относительности Альберта Эйнштейна, для космической навигации и т.п.
Но в данном случае распространение радиоволн от пульсара J0740+6620 затрагивается влиянием компаньона нейтронной звезды — белой карликовой звезды. Когда нейтронная звезда проходит позади белого карлика, сигнал пульсара искажается и приходит к Земле с некоторой задержкой, которая исчисляется миллионными долями секунды. Однако, даже и такой малой задержки уже достаточно для достаточно точных вычислений массы белого карлика. И как только ученые сделали это, они также вычислили массу второго тела бинарной системы, используя достаточно простую и прозрачную математику.
«Взаимное расположение объектов этой двойной звездной системы создало для нас фантастическую космическую лабораторию» — рассказывает Скотт Рэнсом (Scott Ransom), астроном из Национальной радиоастрономической обсерватории (National Radio Astronomy Observatory, NRAO), — «У нейтронных звезд есть некий переломный момент, когда их масса становится столь велика, что силы их собственной гравитации становятся больше фундаментальных сил физических взаимодействий, которые до поры до времени препятствуют краху и превращению в черную дыру. Поэтому обнаружение «самой массивной нейтронной звезды» приближает нас к определению значения того переломного момента, когда, по нашим предположениям, в районе нейтронной звезды перестают действовать законы классической физики».
