Астрономы обнаружили пару нейтронных звезд с очень разной массой
Астрономы обнаружили систему нейтронных звезд, в которой один компонент значительно массивнее другого. Это может помочь объяснить, почему при гравитационном всплеске GW170817, зарегистрированном три года назад, и последовавшей за этим вспышке килоновой в космос было выброшено так много горячей материи, сообщается в статье в журнале Nature.
В августе 2017 года астрономы впервые зарегистрировали гравитационные волны от слияния двух нейтронных звезд — очень плотных компактных объектов, которые образуются вследствие взрыва сверхновой. За взрывом последовала вспышка килоновой, которую наблюдали около 70 наземных и космических обсерваторий, а также мощный гамма-всплеск, который помог подтвердить природу этого феномена. Однако вместе с этим в космос оказалось выброшено неожиданно большое количество вещества. Исследователи предлагали разные объяснения наблюдаемому явлению, и теперь им удалось проверить одну из гипотез.
Астроном Роберт Фердман (Robert Ferdman) из Университета Восточной Англии вместе с коллегами изучили данные радиотелескопа «Аресибо» о пульсаре PSR J1913+1102, открытом в 2012 году. Исследователям было известно, что он представляет собой двойную нейтронную звезду, но параметры системы оставались загадкой. Проанализировав частоту пульсаций PSR J1913+1102 и сравнивая ее с предсказаниями моделей, астрономы смогли точно оценить характеристики входящих в нее компонентов.
Выяснилось, что она состоит из двух довольно сильно отличающихся объектов. Масса первой нейтронной звезды составляет 1,62 солнечных, в то время как масса ее компаньона — всего 1,27 масс Солнца. До сих пор астрономам удалось открыть лишь одну подобную систему — PSR J0453+1559. Однако если в последней предсказанное время до слияния нейтронных звезд в сто раз превосходит возраст Вселенной, в PSR J1913+1102 это случится довольно скоро по космическим меркам — всего через 470 миллионов лет, что делает эту систему уникальной на сегодняшний день.
Расстояние между телами составляет примерно 1,2 миллиона километров, а оборот вокруг общего центра масс они совершают за пять часов. Астрономы предполагают, что более крупный пульсар родился первым, после чего он начал захватывать вещество своего компаньона и, как следствие, получил момент импульса и раскрутился. И поскольку одна нейтронная звезда заметно больше другой, при слиянии форма ее компаньона исказится под действием приливных сил, в результате чего в космос окажется выброшено больше горячего вещества, чем при слиянии одинаковых нейтронных звезд.
Кроме того, открытие исследователей подтверждает, что асимметричные системы нейтронных звезд могут быть не такими редкими, как считалось. По словам Фердмана, как минимум одна из десяти двойных нейтронных звезд состоит из двух разных по массе компонентов.
Слияние нейтронных звезд можно использовать для оценки скорости расширения Вселенной, которая выражается через постоянную Хаббла. Недавно астрономы показали, что для уменьшения расхождения в оценках потребуется пронаблюдать еще 15 таких событий.
Кристина Уласович
Его происхождение пока неясно
Космический телескоп TESS обнаружил новый горячий нептун, который обладает аномально большой плотностью среди подобных экзопланет. Кроме того, экзопланета попадает в зону «пустыни горячих нептунов», природа которой неясна. Препринт работы опубликован на сайте arXiv.org. Явление «пустыни горячих нептунов» заключается в наблюдаемом дефиците экзопланет с радиусами от 2 до 9 радиусов Земли и массами от 10 до 250 масс Земли, которые обладают орбитальными периодами менее пяти дней. Его нельзя объяснить особенностями методик наблюдений, так как планеты, размером с Нептун и короткими орбитальными периодами, достаточно легко обнаружить при помощи транзитного метода. Предполагается, что возникновение «пустыни горячих нептунов» может быть связано с фотоиспарением газовых оболочек короткопериодных экзопланет под действием излучения звезд, неустойчивостью орбит планет при их миграции внутрь системы или процессами в протопланетном диске на этапе формирования планет. Группа астрономов во главе с Аресом Осборном (Ares Osborn) из Уорикского университета сообщила об обнаружении нового представителя горячих нептуноподобных экзопланет, который обращается вокруг звезды TOI-332. Первоначально кандидата обнаружил транзитным методом космический телескоп TESS, , затем открытие подтвердилось по фотометрическим данным наземных телескопов и спектроскопическим данным от инструмента HARPS. TOI-332 представляет собой оранжевый карлик с массой 0,88 массы Солнца и радиусом 0,87 радиуса Солнца. Звезда находится в 726,8 светового года от Солнца и характеризуется возрастом пять миллиардов лет. Вокруг карлика обращается экзопланета с радиусом 3,2 радиуса Земли и массой 57,2 массы Земли. Равновесная температура TOI-332b составляет 1871 кельвин, а орбитальный период — 0,77 дня, она попадает в «пустыню горячих нептунов». При этом планета обладает одной из самых больших плотностей среди всех обнаруженных на сегодняшний день планет размером с Нептун, которая составляет 9,6 грамма на кубический метр. Исследователи считают, что TOI-332b обладает незначительной водородно-гелиевой атмосферой, 30 процентов ее массы составляет железное ядро, 43 процента — твердая мантия, а еще 27 процентов массы приходятся на воду. Процесс фотоиспарения не способен объяснить потерю массы атмосферой экзопланеты, если предположить, что изначально она была похожа на Юпитер. Возможно, удалению газовой оболочки способствовали столкновения с другими телами или миграция с высоким эксцентриситетом или же планета изначально аккрециировала мало газа на этапе образования. Ранее астрономы обнаружили в «пустыне нептунов» первое обнаженное ядро экзопланеты.