Невидимка с массой 2,8 Солнца не вписалась ни в одну модель гибели звёзд

Обычно мы находим предмет, когда видим его. Но небо полно вещей, которые не светятся, и о них приходится судить по тому, как они тянут за собой соседей. Так в звёздной системе J0008+0128 нашли тёмного спутника, который вертит красного гиганта, как партнёр в танце. Его вес и его орбита оказались такими, что ни один из тысяч смоделированных сценариев звёздной жизни не смог их повторить.

Красный гигант качается, хотя рядом никого не видно

Международная команда под руководством Суна Вана из Национальных астрономических обсерваторий Китайской академии наук разбирала данные европейского космического телескопа Gaia. Этот аппарат с огромной точностью отслеживает положение звёзд и замечает даже их едва уловимые смещения.

Один красный гигант вёл себя странно. Он ритмично раскачивался взад-вперёд, словно его кто-то держал за руку и водил по кругу. Только этого «кого-то» в телескоп видно не было. Чтобы понять, кто там прячется, астрономам понадобилась идея, которой больше трёхсот лет.

Ньютон научил взвешивать то, чего не видно

Закон всемирного тяготения Исаака Ньютона утверждает простую вещь: любые два тела притягивают друг друга, и сила притяжения зависит от их масс и расстояния между ними. До Ньютона казалось, что небо живёт по своим законам, а Земля по своим. Он показал, что яблоко падает и Луна кружится по одной и той же причине.

Из этого вытекает почти волшебное следствие. Если тела притягиваются по точному закону, то по движению видимого тела можно вычислить массу невидимого. Представьте фигуристку, которая кружится в темноте, держась за руки с партнёром в чёрном. Партнёра не разглядеть, но по тому, насколько широко её заносит и как быстро она делает круг, можно понять, сколько он весит. Именно так в XIX веке нашли Нептун: сначала по странностям в движении Урана, а уже потом в телескоп.

В J0008+0128 расчёт дал невидимке 2,8 массы Солнца. Полный оборот вокруг общего центра пара совершает за 1218 дней, и для такой системы это необычно долго. Сама по себе цифра 2,8 ничего не говорит, пока не узнаешь, что в этом месте шкалы почти никого не находили.

Объект поселился в «разрыве масс»

Когда массивная звезда взрывается сверхновой, её ядро схлопывается. Получается либо нейтронная звезда, шар из спрессованных нейтронов диаметром всего в несколько километров, либо чёрная дыра. Десятилетиями астрономы почти не встречали звёздных остатков тяжелее 2,5 солнечных масс, но легче пяти. Этот пустой промежуток так и прозвали: разрыв масс.

Найденный объект угодил прямо в него. Скорее всего, это сверхмассивная нейтронная звезда, подобравшаяся вплотную к пределу, за которым её вещество уже не сможет держать собственный вес. Оставалось выяснить, как она такой стала.

Тысячи моделей не смогли повторить одну пару звёзд

Исследователи прогнали тысячи компьютерных моделей звёздной эволюции. Меняли исходные массы, расстояния, ход событий. Ни одна модель не выдала пару с такими же параметрами, как в реальности.

Обычно нейтронная звезда набирает рекордный вес, когда стягивает газ с близкого соседа, как пылесос. Но здесь компаньоны разнесены слишком далеко, и такой гравитационный грабёж невозможен. Поэтому авторы предложили другой сценарий: когда-то в системе было три светила, и два из них столкнулись и слились в одно. Тогда тяжёлый объект мог появиться без всякой кражи вещества.

Но это пока лишь объяснение, а не доказательство.

Читайте также: Глаз и мозг собраны без чертежа. Улики этого спрятаны в нас самих

Что ещё предстоит проверить

Природа объекта определена с оговоркой «вероятнее всего», а история с тройной системой остаётся гипотезой. Зато сама находка даёт физикам редкую точку опоры. По ней можно уточнять уравнение состояния сверхплотной материи, то есть правило, по которому вещество ведёт себя под чудовищным давлением, и модели гибели массивных звёзд.

Ньютоновская механика по-прежнему позволяет точно взвесить невидимку. А вот объяснить, откуда он взялся, наши модели пока не умеют. Где-то в космосе танцуют пары, для которых у теории ещё нет сценария. Каждая такая пара показывает, что история смерти звёзд записана у нас не полностью. Другие истории о том, как наука находит пробелы в собственных знаниях, собраны в разделе статьи.

Ещё в «Высоких технологиях»

Данные можно гонять по чипу без тока. Помогла замена одного атомаГалактики разбегаются, значит у Вселенной было начало. Но центра нетПрограммист отказался от ИИ, и дело было не в ошибках машины

Все материалы раздела →