Скільки важить чорна діра Телеполіс
Зоряне скупчення Вестерлунд 1. Фото: ESO
Відкриття надважкого магнітару ставить під сумнів теорії про утворення чорних дір
За допомогою Дуже великого телескопа ESO європейські астрономи дослідили так званий "магнітар" - незвичний тип нейтронної зірки - і виявили, що він утворений із зірок з масами більше 40 сонячних мас. Ці результати досліджень кидають виклик сучасним теоріям про формування зірок, оскільки зірки з такою масою, як очікувалося раніше, насправді повинні утворювати чорні діри, а не магнетари. З цього можна вивести основне питання: якою масивною повинна бути зоря, щоб утворити чорну діру?
Для результатів дослідження астрономи детально спостерігали за зоряним скупченням Вестерлунд 1. Це знаходиться за 16000 світлових років від нас у вівтарі сузір'я. З попередніх спостережень астрономи вже знали, що "Вестерлунд 1" - це найближче зоряне скупчення з сотнями масивних зірок, деякі з яких яскравіші за мільйон сонць, а інші у дві тисячі разів більші за наше Сонце (яке, якщо однакового розміру, досягає орбіти Землі Сатурна було б достатньо).
"Якби наше сонце було в центрі цього чудового скупчення, наше нічне небо було б наповнене сотнями зірок, які сяяли так само яскраво, як повний місяць", - сказав Бен Річі, автор статті, яка представила дослідження. "Вестерлунд 1" - це фантастичний "зоряний зоопарк" з великою кількістю екзотичних зірок. Однак усіх їх об’єднує одне: вони одного віку - приблизно від 3,5 до 5 мільйонів років - і сформовані разом з кластером.
Магнетар, як і той, що спостерігається в ньому, є формою нейтронної зірки з неймовірно сильним магнітним полем - у мільйон разів сильнішим за земне -, що утворилося під час вибуху декількох наднових. У скупченні "Вестерлунд 1" розміщений один з небагатьох відомих магнітарів у Чумацькому Шляху. Завдяки своєму розташуванню в скупченні можна припустити, що він утворився із зірки, маса якої в 40 разів більше Сонця.
Як і всі зірки у "Вестерлунді 1", час походження зірки, з якої утворився магнетар, можна звузити - отже, вона повинна була мати коротший час життя, ніж інші зірки в системі. "Оскільки тривалість життя зірки безпосередньо залежить від її маси (чим вона більша, тим коротша тривалість її життя", - каже керівник групи та співавтор дослідження Саймон Кларк, Виведіть систему, згідно з якою магнетар мав набагато більшу масу. Ця знахідка особливо важлива, оскільки досі немає загальновизнаної теорії того, як створюються надзвичайно магнітні об'єкти ".
З цієї причини астрономи досліджували зірки, які належать до подвійної системи "W13" у "Вестерлунді 1". Їхні маси можна отримати безпосередньо з їх руху. Вага магнетару була отримана із порівняння цих зірок. Це був перший раз, коли доведено, що магнетари можуть виникати із настільки масивних зірок, що, згідно з попередніми очікуваннями, вони мали утворити чорні діри. Попередня теорія полягала в тому, що зірки масою від 10 до 25 мас Сонця стануть нейтронними зірками, а ще більш масивні стануть чорними дірами після їх вигоряння.
"Ці зірки повинні втратити більше 90 відсотків своєї маси, перш ніж стати надновою і вибухнути - інакше вони стануть чорною дірою", - говорить Ігнасіо Негеруела, інший співавтор тексту. "Такі великі масові втрати перед вибухом наднової пред'являють" великі вимоги "до послідовності сучасних теорій про еволюцію зірок". Щоб зруйнувати чорну діру, коли зірки з понад 40 сонячними масами занадто легкі ".
Механізм утворення, улюблений астрономами, стверджує, що зірка-попередник магнітара могла мати супутника, коли вона формувалася. По мірі того, як вони еволюціонували разом, обидві зірки почали взаємодіяти між собою, використовуючи енергію орбітального руху, щоб відбити велику масу зірки-попередника магнетару. Оскільки такої зірки-супутника поблизу магнетара неможливо знайти, астрономи припускають, що ця діада була розірвана під час вибуху наднової і що обидві зірки були витіснені з скупчення на високій швидкості.
"Якщо так, можна зробити висновок, що подвійні зірки можуть відігравати ключову роль в еволюції зірок з точки зору втрати маси - свого роду" остаточної космічної дієти "для важких зірок, які втрачають понад 95 відсотків своєї маси", - підсумовує Кларк. (Штефан Гельтген)