Астрономы нашли загадочный объект на границе между нейтронной звездой и чёрной дырой

Китайские астрономы обнаружили необычную двойную систему J0008+0128, в которой красный гигант обращается вокруг невидимого компактного объекта. Масса загадочного компаньона оценивается в 1,8–2,8 массы Солнца, а наиболее вероятное значение — около 2,2 солнечной массы. Это ставит объект ровно в так называемый «разрыв масс» между нейтронными звёздами и чёрными дырами.

Что такое «разрыв масс»

Нейтронные звёзды образуются после взрывов массивных светил. При массе примерно в 1,4 раза больше солнечной их диаметр составляет всего около 20 километров. Чёрные дыры звёздного происхождения, как правило, заметно тяжелее. Между этими двумя классами лежит диапазон, в котором компактные объекты встречаются особенно редко, — его условные границы обычно обозначают как 2,5–5 масс Солнца. Точное положение границы между нейтронными звёздами и чёрными дырами до сих пор остаётся предметом исследований.

Как нашли J0008+0128

Систему обнаружили по данным китайского телескопа LAMOST, американского проекта APOGEE и космической обсерватории Gaia. Самого компаньона напрямую не наблюдали — о его существовании и свойствах учёные судят по гравитационному воздействию на красный гигант. Пара совершает полный оборот примерно за 1220 дней, то есть около 3,3 года, а орбита почти круговая. Отсутствие света от второго обычного светила указывает на компактную природу объекта, но не позволяет однозначно определить, нейтронная это звезда или чёрная дыра.

Загадка, которую не объясняют модели

Чтобы понять происхождение системы, исследователи провели около 300 тысяч компьютерных симуляций эволюции двойных звёзд. Однако ни один из проверенных сценариев не смог одновременно объяснить массу загадочного объекта и параметры его орбиты. Для сравнения учёные приводят систему Gaia NS1, где также обнаружен кандидат в нейтронные звёзды массой около 1,9 массы Солнца, — но J0008+0128 выглядит ещё более необычно.

Одна из гипотез предполагает, что система изначально состояла из трёх объектов: вокруг красного гиганта обращались два компактных тела — например, две нейтронные звезды либо нейтронная звезда и белый карлик. Со временем они могли слиться, образовав более массивный объект. Пока это лишь возможное объяснение.

Почему это важно

Если дальнейшие наблюдения подтвердят природу компаньона, J0008+0128 поможет астрономам лучше понять, где именно проходит граница между нейтронными звёздами и чёрными дырами и как формируются столь необычные объекты. Открытие также расширяет представления о разнообразии двойных систем во Вселенной.

Частые вопросы

Что именно нашли астрономы?

Двойную систему J0008+0128, где красный гигант обращается вокруг невидимого компактного объекта массой около 2,2 массы Солнца. Это может быть одна из самых массивных известных нейтронных звёзд либо чёрная дыра.

Что такое «разрыв масс»?

Это диапазон масс примерно от 2,5 до 5 масс Солнца, в котором компактные объекты встречаются особенно редко. Он лежит между типичными нейтронными звёздами и чёрными дырами звёздного происхождения.

Почему учёные не знают, нейтронная звезда это или чёрная дыра?

Объект не виден напрямую — о нём судят по гравитационному влиянию на красный гигант. Отсутствие света от второго светила указывает на компактную природу, но не позволяет различить два варианта.

Почему это открытие важно?

Если природа объекта подтвердится, J0008+0128 поможет уточнить границу между нейтронными звёздами и чёрными дырами и понять, как формируются столь необычные объекты.

Источники: ixbt.com, phys.org, science.org