Астрономы нашли новую пару нейтронных звезд

Положение PSR J1325−6253 (звездочка) и других двойных нейтронных звезд (наблюдавшихся — закрашенные кружки, модельные — незакрашенные) на диаграмме «Период вращения–эксцентриситет орбиты».

R. Sengar et al. / ArXiv, 2022

Астрономы отыскали новую двойную систему нейтронных звезд, один из компонентов которой представляет собой миллисекундный пульсар. Предполагается, что пульсар в системе PSR J1325-6253 ранее раскрутился за счет аккреции вещества со звезды-компаньона, которая затем взорвалась как сверхновая, породив вторую нейтронную звезду. Препринт работы опубликован на сайте arXiv.org.

Двойные нейтронные звезды представляют собой одни из наиболее важных для науки астрофизических объектов, которые используются для изучения различных явлений в области астрофизики и фундаментальной физики, например проверки предсказаний Общей теории относительности. На сегодняшний день известна всего 21 такая система. Считается, что они начинают формироваться как пара массивных звезд на широкой орбите. Более тяжелая звезда в системе эволюционирует быстрее своего компаньона и взрывается как сверхновая, что приводит к формированию нейтронной звезды, расположенной на эксцентрической орбите, в компании с другой звездой. Затем система становится массивной рентгеновской двойной, где нейтронная звезда аккрециирует вещество обычной звезды, если та переполнит свою полость Роша. Постепенно тела в системе все больше сближаются друг с другом, двигаясь по спирали. 

Когда звезда-компаньон достигает конца своего эволюционного пути, она также взрывается как сверхновая, порождая еще одну нейтронную звезду. Ударные волны и потеря массы системой во время второго взрыва сверхновой могут разрушить пару и привести к появлению двух отдельных нейтронных звезд-пульсаров. Однако, возможна ситуация, когда двойная система выдерживает оба взрыва, в этом случае образуется физически связанная пара пульсаров, находящихся на эксцентрической орбите. При этом один из пульсаров будет быстро вращаться за счет своего молодого возраста, а другой будет быстро вращаться, так как прошел раскрутку за счет аккреции вещества звезды-компаньона на стадии рентгеновской двойной. 

Если с достаточной точностью определить параметры орбиты пульсаров в получившейся двойной системе и учесть, что до второго взрыва в тесных системах она была круговой, то можно дать оценки потери массы системой из-за взрыва и определить величину импульса, переданного новорожденному пульсару во время второго взрыва сверхновой. 

Группа астрономов во главе с Рахулом Сенгаром (Rahul Sengar) из Технологического университета Суинберна в Австралии сообщила об открытии нового представителя двойных нейтронных звезд, получившего обозначение PSR J1325-6253 и находящегося на расстоянии 14,3 тысячи световых лет от Солнца. Пара была обнаружена в ходе повторного анализа архивных данных обзора HTRU-S LowLat (High Time Resolution Universe South Low Latitude), проводившегося при помощи 64-метрового радиотелескопа Паркса.

Оценка общей массы системе составила 2,57 массы Солнца, при этом масса раскрученного пульсара меньше 1,59 массы Солнца, а нейтронной звезды-компаньона — около 1,25 массы Солнца. Период вращения пульсара составляет 28,9 миллисекунды, возраст — 0,94 миллиарда лет. Орбитальный период звезд в системе составляет 1,81 дня, наклонение орбиты — 50-60 градусов, а эксцентриситет — 0,064. Это удивительно малое значение, так как ранее найденные двойные нейтронные звезды с широкой орбитой (период более дня) имели эксцентриситет более 0,1. Ученые считают, что система вписывается в сценарий, где вторая нейтронная звезда родилась благодаря сверхновой с электронным захватом, в ходе которой происходит взрыв массивной звезды, которая перед этим лишилась большей части своей внешней оболочки.

Ранее мы рассказывали о том, как ученым впервые попался надежный кандидат в белый карлик-пульсар.

Александр Войтюк

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.