Нейтронные звезды. Как понять зомби из космоса

Если это подтвердится, дальнейшие наблюдения позволят нам сказать больше о том, из какого типа звезд образуются нейтронные звезды. В настоящий момент мы можем изучать нейтронные звезды, поскольку видим их в своей Галактике. Мы знаем – или думаем, что знаем, – что взрываются звезды определенной массы. Но что собой представляла звезда, ставшая затем нейтронной? Как она эволюционировала? Что происходило с ней за время ее существования? Какой была финальная стадия ее жизни? Теряла ли она массу, а если так, происходило ли это спокойно и постепенно или стремительно, в результате взрыва? Мы этого совершенно не представляем. Поэтому, если внутри Коровы есть нейтронная звезда, эта зомби-звезда может многое рассказать о живых звездах. Но сейчас нам остается только ждать, надеясь, что она там есть и как-то проявит себя.

Покидая ALMA, я знала, что когда-нибудь вернусь сюда. Завораживающее высокогорное плато Чахнантор, антенная система из кажущихся сверхъестественными тарелок и другие телескопы, разбросанные тут и там по бесконечной, каменистой и бесплодной, но почему-то удивительно прекрасной местности… Это искушение, перед которым мне не удастся устоять. До встречи, Атакама.

Чуть глубже: Всплеск пульсаров

За последние пятьдесят лет астрономы обнаружили в Млечном Пути около трех тысяч радиопульсаров и наблюдали несколько десятков остатков сверхновых. Но все еще не удается четко разграничить смерть звезды и рождение сверхновой. Например, мы знаем, что все звезды движутся – обращаются вокруг центров своих галактик. Обычно скорость такого движения составляет от 65 до 100 километров в секунду. Но мы не знаем, почему часто “новорожденная” нейтронная звезда выбрасывается с места взрыва сверхновой, движущегося со скоростью от 200 до 500 километров в секунду, в направлении, противоположном его движению. Причем скорость такого “снаряда” гораздо больше скорости, которая была у исходной звезды.

Ученые называют это “пульсарный кик (пинок)”. Ханс-Томас Янка, астроном из Института астрофизики Общества Макса Планка в Германии, считает, что кики, вероятно, объясняются тем, что взрыв сверхновой не идеально сферически симметричен. Такой асимметричный взрыв похож на спокойно поднимающийся сигаретный дым, в котором вдруг возникают вихревые потоки.

В марте 2019 года космический гамма-телескоп Fermi помог астрономам отследить пульсар, получивший название J0002+6126, который находится на расстоянии примерно 6500 световых лет от нас. Этот пульсар, выброшенный взрывом породившей его звезды, мчится сквозь пространство со скоростью около четырех миллионов километров в час. Его скорость почти вдвое больше средней скорости пульсара, и за собой он оставляет светящийся след длиной в тринадцать световых лет. Если бы космический корабль на такой скорости полетел на Луну, он оказался бы на месте всего за шесть минут (другой вопрос, удалось бы ему вовремя затормозить).

Если удастся разобраться с асимметрией взрыва сверхновой, это не только поможет определить направление и мощность кика, но и прольет свет на существенно большую загадку: каков в действительности механизм, обеспечивающий энергией взрыв сверхновой? Сейчас, согласно наиболее популярной теории, это нейтринный механизм: при коллапсе ядра образуется огромное количество нейтрино, которые затем вырываются из него асимметричным потоком. “Детальное компьютерное моделирование таких взрывов должно объяснить не только кики нейтронных звезд, но еще и многочисленные наблюдения, указывающие на сильную асимметрию распределения газа, выброшенного при взрыве сверхновой”, – говорит Янка. Трехмерные компьютерные модели сверхновых, такие как модель, точно воспроизводящая форму четырехсотлетнего остатка сверхновой Кассиопея А, согласуются с наблюдаемыми киками пульсаров. Это большой шаг вперед как для теоретиков-космологов, так и для астрономов. “Согласно современным 3D-моделям сверхновых, нейтронная звезда при кике приобретает скорость порядка нескольких сотен километров в секунду, а в предельных случаях – до тысячи километров в секунду, а возможно, и больше, – продолжает Янка. – Это согласуется с наблюдаемым движением молодых нейтронных звезд”.

Такие модели объясняют распределение вокруг сверхновой как железа, так и радиоактивного титана, которое недавно было промерено спутником NuSTAR – космическим телескопом рентгеновского диапазона, ведущим наблюдение в том числе и нейтронных звезд.