Астрономы впервые нашли кандидата в спящую нейтронную звезду в двойной системе

Астрономы впервые обнаружили кандидата в спящую нейтронную звезду в короткопериодической двойной системе J1255, которая не аккрециирует вещество звезды-компаньона и не порождает импульсы радиоизлучения. Однако объект может оказаться и очень массивным неактивным белым карликом. Препринт работы доступен на сайте arXiv.org.

Нейтронные звезды — экзотические астрофизические объекты, по массе сравнимые с Солнцем, но их радиус всего 10—20 километров, что дает плотность вещества, сравнимую или больше плотности атомного ядра. Большинство известных нейтронных звезд представляют собой молодые пульсары, которые генерируют периодические радиоимпульсы. Чем старше звезда, тем больше она замедляет свое вращение и тем меньше она излучает, однако в двойных системах  нейтронные звезды могут вновь раскрутиться за счет аккреции вещества со звезды-компаньона, если та переполнит свою полость Роша. В итоге некоторые нейтронные звезды видны как яркие рентгеновские источники или как «омолодившиеся» миллисекундные пульсары.

Однако в течение долгого времени существования двойной системы до начала процесса аккреции нейтронная звезда мало излучает в электромагнитном диапазоне, что затрудняет ее обнаружение, так как система будет выглядеть как одиночная звезда. Двойственность такой системы может быть выявлена ​​только по гравитационному влиянию на обычную звезду невидимого компаньона, однако при этом нужно исключить возможность того, что компаньон является более тусклой звездой главной последовательности, а затем определить тип компактного объекта — белый карлик, нейтронная звезда или черная дыра. 

Группа астрономов во главе с Цеви Мазе (Tsevi Mazeh) из Тель-Авивский университета сообщила о первом открытии кандидата в спящую нейтронную звезду в короткопериодической двойной системе 2XMM J125556.57+565846.4 (или J1255), расположенной на расстоянии около 1,9 тысячи световых лет от Солнца. Первоначально система была выбрана на основе больших изменений лучевой скорости основной звезды в каталоге данных LAMOST DR6, затем ученые анализировали фотометрические и спектроскопические данные наблюдений за системой космических телескопов TESS и «Swift» и наземных телескопов обсерватории имени Уиппла и обсерватории Калар Альто.

Ученые пришли к выводу, что J1255 состоит из видимой маломассивной звезды F-типа и невидимого компаньона, с массой 1,1–2,1 массы Солнца, который может быть очень массивным неактивным белым карликом или старой нейтронной звездой, которая в прошлом была пульсаром. Версия о том, что компаньон может быть тесной парой, состоящей из белого карлика и красного карлика, или двух белых карликов, была признана маловероятной. Период вращения компонентов в системе оценивается в 2,76 дня, при этом компактный объект гравитационно влияет на звезду F-типа, а также на внешние слои ее атмосферы.

Если система действительно содержит спящую нейтронную звезду, в будущем она окажется ярким источником рентгеновского излучения, а нейтронная звезда может стать вновь миллисекундным пульсаром. Ученые считают, что в Млечном Пути существует большое количество подобных спокойных систем с нейтронной звездой, либо черной дырой, а найти их помогут новые обзоры неба.

Ранее мы рассказывали о том, как астрономы усомнились в открытии кандидата в «блуждающую» неактивную черную дыру звездной массы.

Александр Войтюк