Група астрономів стверджує — їм вдалося виміряти масу нейтронної зорі, яка виявилася такою малою, що це відкриття може привести до нової фізики. Але інші науковці кажуть, що така надзвичайна претензія потребує надзвичайних доказів.

Об’єкт, про який ідеться, є добре відомою нейтронною зорею в центрі залишку наднової HESS J1731–347, що лежить на відстані понад 8000 світлових років від Землі у напрямку сузір’я Скорпіона. Після повторного аналізу даних, отриманих за допомогою космічних обсерваторій XMM-Newton і Suzaku протягом майже десятирічних рентгенівських спостережень, Віктор Дорошенко та його колеги з Тюбінґенського університету в Німеччині дійшли висновку, що ця нейтронна зоря має лише 80% маси Сонця. Статтю науковців оприлюднено в Nature Astronomy.

Нейтронні зорі не мають бути такими маломасивними. Коли зоря на кінцевому етапі еволюції програє боротьбу з гравітацією, її ядро ​​руйнується і стискається у сферу розміром з місто. Ця новонароджена нейтронна зоря така щільна, що одна чайна ложка, доставлена на Землю, важила б 4 мільярди тонн. У процесі вибуху зірки — попередниці нейтронної зорі — викликає ударна хвиля, яка викидає зовнішні шари зірки у космічний простір, але зруйноване ядро ​​все одно має накопичити масу, що перевищує масу Сонця.

«Нейтронна зоря з масою 0,8 сонячної маси, мабуть, може спричинити подив для більшості дослідників у ​​цій галузі», — визнає Дорошенко.

Докази існування легкої нейтронної зорі спираються на комп’ютерні моделі тепла, що іде від поверхні й атмосфери такого об’єкта, і порівняння цих моделей із спостережуваними рентгенівськими спектрами. Для побудови моделей астрономи роблять деякі припущення: вони стверджують, що нейтронна зоря рівномірно випромінює з усієї поверхні, нагріваючи вуглецеву атмосферу. (Хоча нейтронна зоря складається з нейтронів, вона оточена атмосферою товщиною до 5 см, яка може містити цілі ядра.)

Ґрунтуючись на цих припущеннях, група Дорошенка пояснює дані рентгенівських спостережень тим, що таке спричиняє нейтронна зоря з масою від 0,7 до 1 маси Сонця та розміром близько 11,25 кілометрів. Якщо це нейтронна зоря, то такі значення маси і радіуса вказують на її дивну внутрішню будову. У її надрах нейтрони розпадаються на свої складові — кварки — або перетворюються в інший екзотичний вид матерії.

Науковці вважають, що нейтронні зорі мають кілька шарів. Як показано на цій ілюстрації, стан речовини у внутрішніх шарах цих об’єктів досі невідомий. Авторські права на зображення: Центр космічних польотів імені Ґоддарда NASA / Лабораторія концептуальних зображень. Фото з сайту https://skyandtelescope.org.

Попередні спостереження за нейтронними зорями великої маси (за допомогою рентгенівського телескопа NICER, а також гравітаційних хвиль) вказували на відсутність такого розподілу — має існувати «нормальна» матерія на всьому шляху до центра зорі. Але наразі такі вимірювання мають достатньо простору для різних тлумачень, щоб уникати прямих протиріч.

Є ще один цікавий варіант. Може бути, що цей об’єкт не належить до сімейства нейтронних зір. Можливо, це «дивна зоря» («strange star»), тобто зоря, яка повністю складається з кварків. Але фізика утворення маломасивної версії такої зорі ще складніша, ніж у випадку нейтронних зір.

Надзвичайні твердження . . .

«Це був би дивовижний результат, якби це було правдою», — сказав Коул Міллер (Cole Miller) з Мерілендського університету в США, експерт з нейтронних зір, який не брав участі в дослідженні. Відкриття може привести до нового розуміння того, як утворюються нейтронні зорі, можливо, навіть до нового розуміння фізики щільної матерії, тобто до нової фізика.

«Як наслідок, поріг для доказів надзвичайно високий», — зазначив він. «Ця стаття не відповідає цьому порогу».

Проблеми, за його словами, пов’язані з припущеннями, зробленими науковою групою під час створення моделей нейтронних зір. Можливо, слід враховувати магнітне поле, або, можливо, лише невелика частина поверхні — наприклад, її полюси — випромінює, або в атмосфері може бути більше водню, ніж вуглецю. Якщо науковці змінять будь-яке з цих припущень, то нейтронна зоря, як найкраще підійде для пояснення спостережуваного рентгенівського випромінювання, може мати більшу масу.

«Я хочу сказати, що цей тип роботи, безумовно, важливий», — додав Міллер. «Просто потрібно розставити крапки над i, щоб твердо прийти до такого захопливого висновку».

Дорошенко наголошує на потребі додаткових спостережень для більш точних вимірювань. Безсумнівно, астрономи відгукнуться, щоб знову вивчати загадкового об’єкта в цьому залишку наднової.

За інф. з сайту https://skyandtelescope.org