Группа астрономов обнаружила двойную звездную систему J0008+0128, состоящую из красного гиганта и невидимого компаньона. Исследование, опубликованное в Science Advances, основано на данных телескопа LAMOST и проекта APOGEE. Наличие второго объекта подтверждается его гравитационным воздействием на красного гиганта.
По расчетам ученых, масса невидимого объекта составляет от 1,8 до 2,8 масс Солнца, при этом наиболее вероятным значением считается 2,2 солнечные массы. Поскольку объект не излучает свет, он не может быть обычной звездой, а его характеристики указывают на то, что это, скорее всего, необычно массивная нейтронная звезда.
Загадка разрыва в массе
Нейтронные звезды представляют собой сверхплотные остатки взорвавшихся массивных звезд. Обычно их масса составляет около 1,4 массы Солнца, при этом до сих пор не было найдено объектов тяжелее 2,5 солнечных масс. Черные дыры, напротив, обычно имеют массу от пяти солнечных масс и выше.
Между этими двумя типами объектов существует так называемый «разрыв в массе» — диапазон от 2,5 до 5 масс Солнца. Изучение редких тяжелых нейтронных звезд помогает ученым определить точную границу, при которой нейтронная звезда превращается в черную дыру, что зависит от поведения материи под экстремальным давлением.
Аномалии системы J0008+0128
Система J0008+0128 обладает уникальными параметрами: объекты совершают полный оборот друг вокруг друга примерно за 3,3 года. Несмотря на значительное расстояние между ними, орбита имеет почти идеальную круглую форму.
Такое сочетание большой массы, широкой и круговой орбиты нетипично для нейтронных звезд. Обычно массивные нейтронные звезды находятся в тесных двойных системах, где они набирают массу, перетягивая вещество со звезды-компаньона. Однако в данном случае расстояние слишком велико для такого процесса, и признаки переноса массы отсутствуют.
Поиск объяснений
Для анализа формирования системы исследователи провели около 300 000 симуляций с помощью программы POSYDON, но ни одна из них не смогла воспроизвести наблюдаемые параметры. Авторы работы отмечают, что создание такой системы теоретически возможно при сочетании экстремальных факторов: высокой начальной массы нейтронной звезды, минимального «толчка» при вспышке сверхновой и эффективного выброса общей оболочки в процессе эволюции.
Ученые допускают и другие варианты. Система может быть тройной, состоящей из красного гиганта и двух более мелких нейтронных звезд (или одной нейтронной звезды и белого карлика). Также не исключено, что объект является очень маленькой черной дырой, хотя подобные объекты ранее не фиксировались. В любом случае J0008+0128 предоставляет важные данные для уточнения теоретических моделей эволюции звезд.
