Wirujący kosmiczny zwłok to wszystko, co pozostało z ważnej gwiazdy unoszącej się około 4600 lat świetlnych od Ziemi po wybuchowej śmierci. Astronomowie odkryli, że to zwłoki są najbardziej masywnymi gwiazdami neutronowymi, jakie kiedykolwiek odkryto.
W rzeczywistości mówią, że jest tak masywny - około 2,14 razy większa niż masa naszego Słońca upakowana w kuli najprawdopodobniej o średnicy około 12,4 mil (20 kilometrów) - że jest blisko granicy możliwości istnienia.
Ta gwiazda neutronowa, zwana J0740 + 6620, emituje sygnały nawigacyjne fal radiowych i wiruje z zawrotną prędkością 289 razy na sekundę, co czyni ją pulsarem. Nowe oszacowanie masy pulsara sprawia, że jest on cięższy niż poprzedni rekordzista - obracająca się gwiazda neutronowa ważąca około 2,01 masy Słońca, powiedział główny autor Thankful Cromartie, absolwent University of Virginia. Zrozumienie masy nowego rekordzisty „było absolutnie ekscytujące” - dodała.
Naukowcy zauważyli możliwość badania zwłok gwiazdowych w danych zebranych przez teleskopy radiowe w Obserwatorium Green Bank i Obserwatorium Arecibo. Dane pochodzą ze współpracy o nazwie North American Nanohertz Observatory for Gravitational Waves, lub NANOGrav, w celu zaobserwowania wiązki tych szybko wirujących pulsarów na całym niebie.
Przyglądając się zestawom danych NANOGrav, Cromartie i jej zespół zauważyli „ślad” zjawiska fizyki, które pozwoliłoby im przewidzieć masę pulsara. Następnie użyli teleskopu Green Bank w Zachodniej Wirginii, aby uzyskać bardziej szczegółową „wskazówkę”.
Astronomowie zauważyli, że na podstawie położenia pulsara fale radiowe, które regularnie emituje, powinny dotrzeć do teleskopu smidge wcześniej niż w rzeczywistości. To zjawisko fizyki, zwane opóźnieniem Shapiro, ma miejsce, gdy inny obiekt niebieski okrąża obracającą się gwiazdę neutronową, związaną z grawitacją gwiazdy. Kiedy obiekt, w tym przypadku biała karłowata gwiazda, przechodzi przed pulsarem, orbitujący obiekt lekko wypacza przestrzeń wokół miejsca, w którym miałby się przemieszczać sygnał radiowy, więc fale radiowe docierają do naszych teleskopów z niewielkim opóźnieniem.
Naukowcy wykorzystują te opóźnienia do obliczenia masy zarówno pulsara, jak i białego karła.
Ostatnie odkrycie może ujawnić więcej informacji na temat supernowych i tego, jak rodzą się gwiazdy neutronowe, powiedziała Cromartie. Zazwyczaj, gdy umierają duże gwiazdy, detonują jako supernowe. Taka eksplozja powoduje, że gwiazda zapada się sama, stając się gwiazdą neutronową lub, jeśli jest naprawdę masywna, czarną dziurą.
Cromartie powiedział, że granice masywnych gwiazd neutronowych mogą być ograniczone. Naukowcy donieśli w 2017 r., Że gdy gwiazda osiągnie 2,17 masy Słońca, jest ona skazana na ciemną egzystencję jako głodna materii czarna dziura. To sugeruje, że J0740 + 6620 „naprawdę przekracza ten limit”, powiedziała Cromartie. Więcej masywnych, a gwiazda zapadłaby się w czarną dziurę.
Uważa się, że wewnątrz tak gęstych obiektów gwiezdnych zachodzi naprawdę dziwna fizyka: „Fizyka występująca we wnętrzu gwiazd jest nadal bardzo słabo poznana” - powiedziała. Znalezienie takiego, który jest blisko granicy istnienia, może ujawnić więcej o tym, co dzieje się głęboko w środku, ale także o tym, jak zachowują się bardzo gęste materiały, dodała.
I dlatego „obserwowanie gwiazd neutronowych w ten sposób przypomina trochę wykorzystanie laboratorium kosmicznego do badań fizyki jądrowej” - dodała. Teraz, jak powiedziała, ma nadzieję na bardziej regularne obserwacje tego pulsara za pomocą teleskopów, takich jak kanadyjski teleskop eksperymentalny do mapowania natężenia wodoru, lub CHIME, oraz teleskop NASA Neutron Star Interior Composition Explorer, lub NICER, który leci na pokładzie Międzynarodowej Stacji Kosmicznej . Dzięki tym obserwacjom mogła precyzyjnie dostroić pomiar masy.
Naukowcy opisali swoje odkrycia 16 września w czasopiśmie Nature Astronomy.
- 9 pomysłów na temat czarnych dziur, które rozwalą twój umysł
- 12 najdziwniejszych obiektów we wszechświecie
- 5 powodów, dla których możemy żyć w multiwersum
