Обнаружен кандидат в звёзды-матрёшки

Обнаружен кандидат в звёзды-матрёшки

Специалисты из Колорадского университета в Боулдере (США) в лице Эмили Левеск (Emily Levesque) и компании сообщают о возможном открытии беспрецедентно необычного тела — так называемого объекта Торна — Житковой.

Вот как было дело. В Малом Магеллановом Облаке, галактике-спутнице Млечного Пути, был найден вроде бы обычный красный сверхгигант — нечто из того сорта звёзд, в который перед смертью обратится Солнце. Астрономов смущало лишь то, что светило было богато литием, рубидием и молибденом. Эта несколько необычная комбинация была предсказана в середине 1970-х как характерная для объектов Торна — Житковой, странноватых тел, представляющих собой огромную раздувшуюся умирающую звезду (красного гиганта), которая поглотила при разбухании второй элемент своей системы — нейтронную звезду. Для внешнего наблюдателя это выглядит эдаким бодрым красным гигантом, хотя в действительности там имеет место энергичное «доедание» останков гиганта. Акт, так сказать, скрытого каннибализма астрономических масштабов.

Как это вообще может произойти? Обычно нейтронная звезда формируется раньше компаньона-гиганта, который проходит через нормальную (то есть длительную) эволюцию сравнительно маломассивных звёзд, в то время как нейтронная звезда (НЗ) образуется после коллапса массивного светила с коротким жизненным сроком. Взрыв такой сверхновой почти никогда не бывает полностью симметричным, из-за чего НЗ получает импульс, способный уменьшить её скорость обращения вокруг второго тела системы. В итоге она сближается с ним, и их орбиты могут пересечься. При расширении обычной звезды в стадии красного гиганта НЗ может войти в её внешние слои и тут же начать заметно тормозиться этой разрежённой оболочкой, поглощая её и по мере потери скорости приближаясь к ядру гиганта.

Из этой ситуации есть два выхода. Если в конце пути нейтронная звезда встретит ядро, после слияния с которым её масса превысит предел Оппенгеймера — Волкова, то НЗ и гигант исчезнут, а на месте их бурного соития вспыхнет сверхновая и появится чёрная дыра. Но — и это весьма реальный вариант — если масса ядра будет недостаточной, то возникнет НЗ несколько большей массы. Легко видеть, что, поскольку поверхность нейтронной звезды весьма горяча, её наличие в центре бывшего красного гиганта вызовет термоядерные реакции нетипичного характера в окружающих её рыхлых газовых слоях, точнее — в той их части, которая будет падать на нейтронную звезду, увлечённая её мощной гравитацией. Всё это и приводит к сильной наработке трёх вышеупомянутых элементов.

У этой схемы с точки зрения наблюдательной астрономии есть два недостатка: она сравнительно редка, а живут такие звёзды-матрёшки не очень долго. Разные оценки показывают, что всего за тысячу лет после появления НЗ во внешних слоях красного гиганта за счёт торможения и взаимного притяжения она достигнет ядра соседа и где-то за месяц полностью поглотит его. Так что отследить процесс до того, как НЗ кардинально преобразит облик звезды-матрёшки, довольно сложно.

Находка, сделанная группой г-жи Левеск, несколько отличается от идеальной картины объекта Торна — Житковой, а именно тем, что концентрации и молибдена, и рубидия с литием недотягивают до теоретических норм. Однако, как справедливо замечает сам Кип Торн, пока это сильнейший среди найденных кандидатов. И если последующие наблюдения подтвердят догадки, можно будет уверенно говорить о регистрации совершенно нового для астрономии класса объектов — этаких звёзд-матрёшек.

Отчёт об исследовании представлен 6 января 2014 года на 223-й конференции Американского астрономического общества.

Подготовлено по материалам Nature News.