Астрономы обнаружили самую тяжелую из известных на сегодня нейтронных звезд - объектов, состоящих преимущественно из нейтронов. Масса объекта PSR J1614-2230 составляет около 1,67 солнечных, что превышает пределы, предписываемые современными теориями, объясняющими природу подобных небесных тел. История нейтронных звезд начинается с 1932 г., когда английский физик Дж. Чэдвик открыл нейтроны. Весть об открытии быстро докатилась до Копенгагена. Как-то вечером один из основателей современной физики атома датчанин Н. Бор обсуждал новость с гостившими в его институте Л. Розенфельдом и Л. Д. Ландау. Именно тогда Л. Д. Ландау предположил, что могут существовать холодные плотные звезды, состоящие из нейтронов. Об этом разговоре известно из воспоминаний Л. Розенфельда. Два года спустя появилась статья американских астрономов В. Бааде и Ф. Цвикки. Они также предсказали существование нейтронных звезд и предположили, что эти звезды образуются при взрыве сверхновых. Нейтронные звезды образуются после исчерпания источников термоядерной энергии в недрах обычной звезды, если ее масса к этому моменту превышает 1,4 массы Солнца. Поскольку источники термоядерной энергии отсутствуют, устойчивое равновесие звезды становится невозможным и начинается катастрофическое сжатие звезды к центру — гравитационный коллапс. Если исходная масса звезды не превышает некоторой критической величины, то коллапс в центральных частях останавливается и образуется горячая нейтронная звезда. Процесс коллапса занимает доли (!) секунды. За ним может последовать либо натекание оставшейся оболочки звезды на горячую нейтронную звезду с испусканием нейтрино, уносящих более 10% массы звезды, либо сброс оболочки за счет термоядерной энергии «непрогоревшего» вещества или энергии вращения. Такой выброс происходит очень быстро, и для наблюдателя на Земле он выглядит как грандиозный взрыв - вспышка сверхновой звезды. Наблюдаемые нейтронные звезды - пульсары часто связаны с остатками сверхновых звезд.
Нейтронные звезды могут существовать, если их массы больше 0,05 массы Солнца. Если масса нейтронной звезды превышает 3-5 массы Солнца, равновесие ее становится невозможным, и такая звезда будет представлять собой черную дыру. Не так давно другой коллектив ученых обнаружил еще одного нетипичного представителя нейтронных звезд. Изученный ими магнитар (нейтронная звезда с чрезвычайно сильным магнитным полем) SGR 0418+5729 испускает гамма-излучение в характерном для магнитаров режиме, однако лишен мощного магнитного поля, передает Лента.ру. Астрофизики установили, что внутри нейтронных звезд могут существовать сгустки темной материи. В рамках исследования ученые моделировали поведение темной материи в присутствии нейтронной звезды. В настоящее время существует несколько теоретических моделей этой загадочной субстанции, на которую приходится большая часть всей материи Вселенной. Согласно некоторым из них, попадая внутрь нейтронной звезды, темная материя будет аннигилироваться, а согласно другим - будет накапливаться внутри объекта. В рамках исследования ученых интересовал именно второй сценарий развития событий. Они предположили, что, если нейтронная звезда находится в регионе, где достаточно много темной материи (например, в галактическом центре), то эта материя постепенно начинает накапливаться в центре звезды. В результате образуется темная сердцевина, которая со временем увеличивается в массе. В некоторый момент масса звезды превышает так называемый предел Оппенгеймера - Волкова - верхний предел массы для нейтронных звезд, - и происходит взрыв.
По словам исследователей, им удалось рассчитать особенности возникающей при таком взрыве вспышки. Исследователи подчеркивают, что регистрация подобного излучения могла бы подтвердить некоторые теории, касающиеся темной материи. Темная материя, возможно, распределена во Вселенной иначе, чем предписывают большинство из существующих теорий. К такому заключению пришли астрономы, изучающие поглощение темной материи черными дырами. Коротко работа описана в пресс-релизе Королевского астрономического общества Великобритании. Темной материей, или скрытой массой называют пока не обнаруженную экспериментально субстанцию, которая участвует в гравитационных взаимодействиях, но не участвует в электромагнитных. Гипотеза о существовании темной материи была предложена после того, как астрономы обнаружили, что массы известных астрономических объектов недостаточно для того, чтобы они взаимодействовали так, как это наблюдают ученые. Авторы нового исследования строили математические модели поглощения темной материи черными дырами - объектами со столь сильным гравитационным полем, что даже излучение не способно его покинуть. Большинство гипотез, описывающих свойства темной материи, предполагают, что она существует в виде плотных "комков". Согласно новым данным, если бы это предположение оказалось верным, то сверхмассивные черные дыры (массой от нескольких миллионов до миллиардов масс Солнца) в молодой Вселенной, засасывая в себя огромные количества темной материи, изменили бы облик Вселенной до неузнаваемости. Другими словами, если бы темная материя была распределена так, как считается, окружающее космическое пространство выглядело бы сейчас совершенно иначе.
Автор материала: Егор Парфенов
|
