Используя новую технику, ученые-астрономы обнаружили одну из самых массивных нейтронных звезд, известных науке на сегодняшний день. Это открытие имеет крайне важное значение для астрономии, помимо этого, обнаруженная нейтронная звезда является объектом, предоставляющим беспрецедентную возможность провести дистанционные исследования в области физики элементарных частиц в условиях воздействия сверхвысоких гравитационных полей.
Нейтронные звезды являются одними из самых необычных объектов Вселенной, они являются останками после взрывов сверхновых звезд, масса которых превышает массу Солнца в 10-30 раз. Масса нейтронных звезд может превышать массу Солнца в два раза, при этом, их диаметр обычно не превышает 20 километров. Это говорит о том, что материя нейтронных звезд имеет огромную плотность, а создаваемые ею гравитационные силы придают звезде форму практически идеальной сферы.
Обнаруженная нейтронная звезда, PSR J2215+5135, имеет массу, превышающую массу Солнца в 2.3 раза. Из всех других известных нейтронных звезд только одна имеет еще большую массу, которая составляет 2.4 массы Солнца. О редкости таких объектов говорит тот факт, что из приблизительно 2 тысяч известных нейтронных звезд всего четыре имеют массу, превышающую солнечную массу в два раза.
Нейтронная звезда PSR J2215+5135 является пульсаром, входящим в систему из двух звезд. Вокруг нее вращается обычная звезда, имеющая относительно небольшую массу, которая постоянно подвергается воздействию мощных потоков радиации, излучаемой нейтронной звездой. Этот процесс значительно затрудняет исследования таких систем, он создает помехи, которые влияют на результаты измерения масс каждого из объектов.
Для измерения массы нейтронной звезды астрономы из группы Astronomy and Astrophysics Group of the UPC и Астрофизического института Канарских островов использовали новую технику. В наблюдениях за системой пульсара PSR J2215+5135 было задействовано несколько телескопов, Gran Telescopio Canarias (самый большой в мире инфракрасный оптический телескоп), William Herschel Telescope, Isaac Newton Telescope и телескоп IAC-80.
Такой подход позволил астрономам не только измерить массу объектов системы, но и вычислить их скорость движений, определить яркость разных сторон звезды-компаньона и узнать еще много другого. Яркая сторона звезды, которая обращена всегда в сторону пульсара, нагрета до температуры в 8080 Кельвинов, а более тусклая обратная сторона – 5660 Кельвинов. Объекты системы вращаются вокруг их общего центра масс со скоростью 412 километров в секунду. Значение скорости и других динамических параметров движения позволило ученым рассчитать массу пульсара, которая, как упоминалось выше, составила 2.3 солнечной массы.
Дальнейшее изучение нейтронной заезды PSR J2215+5135 и других “сверхмассивных” нейтронных звезд позволит ученым дистанционно изучить поведение, свойства и особенности взаимодействия элементарных частиц, находящихся в условиях очень сильного гравитационного поля. К сожалению или счастью ли, гравитационные поля такой силы, воздействие которых “ломает” законы физики, невозможно получить на Земле даже в лабораторных условиях. И поэтому ученым лишь остается наблюдать за удаленными “естественными лабораториями”, которыми как раз и являются массивные нейтронные звезды.