Vesterlundas 1 zvaigžņu klasteris. Attēla kredīts: Chandra. Noklikšķiniet, lai palielinātu.
Ļoti jauna zvaigzne sabruka, veidojot neitronu zvaigzni, nevis melno caurumu, kā paredzēts, liecina jaunie rezultāti no NASA Čandras rentgena observatorijas. Šis atklājums parāda, ka dabai ir grūtāk izveidot melnos caurumus, nekā tika domāts iepriekš.
Zinātnieki šo neitronu zvaigzni - blīvu neitronu virpuļojošu bumbiņu, kuras diametrs bija aptuveni 12 jūdzes, - atrada ārkārtīgi jaunā zvaigžņu klasterī. Astronomi varēja izmantot labi noteiktas citu kopas zvaigžņu īpašības, lai secinātu, ka šīs neitronu zvaigznes priekštecis vismaz 40 reizes pārsniedz Saules masu.
"Mūsu atklājums rāda, ka dažas no masīvākajām zvaigznēm nesabrūk, veidojot melnos caurumus, kā tika prognozēts, bet gan veido neitronzvaigznes," sacīja Maikls Muno, UCLA pēcdoktorantūras Habla līdzstrādnieks un galvenā darba autors, kas tiks publicēts The Astrophysical Journal Burti.
Kad ļoti masīvas zvaigznes veido neitronu zvaigznes, nevis melnos caurumus, tām būs lielāka ietekme uz nākamo zvaigžņu paaudzi. Kad zvaigzne sabrūk, veidojot neitronu zvaigzni, vairāk nekā 95% no tās masas, no kuras liela daļa ir kodoliem bagāts materiāls, tiek atgriezta telpā ap to.
"Tas nozīmē, ka milzīgs daudzums smago elementu tiek nodoti atpakaļ apritē un var veidot citas zvaigznes un planētas," sacīja Dž. Simons Klarks no Apvienotās Karalistes Atvērtās universitātes.
Astronomi pilnībā nesaprot, cik lielai zvaigznei jābūt, lai veidotos melnais caurums, nevis neitronu zvaigzne. Visuzticamākā metode cilts cilmes masas noteikšanai ir parādīt, ka neitronzvaigzne vai melnais caurums ir zvaigžņu kopas loceklis, un tās visas ir tuvu vienam un tam pašam vecumam.
Tā kā masīvākas zvaigznes attīstās ātrāk nekā mazāk masīvas, zvaigznes masu var aprēķināt, ja ir zināma tās evolūcijas pakāpe. Neitronu zvaigznes un melnie caurumi ir zvaigznes evolūcijas beigu posmi, tāpēc to priekštečiem ir jābūt starp masīvākajām zvaigznēm klasterī.
Muno un kolēģi atklāja pulsējošu neitronu zvaigzni zvaigžņu klasterī, kas pazīstams kā Vesterlunds 1. Šajā klasterī ir simts tūkstoši vai vairāk zvaigžņu reģionā, kas šķērso tikai 30 gaismas gadus, kas liek domāt, ka visas zvaigznes ir dzimušas vienā zvaigžņu epizodē. veidošanās. Balstoties uz optiskajām īpašībām, piemēram, spilgtumu un krāsu, ir zināms, ka dažu kopas parasto zvaigžņu masa ir aptuveni 40 saules. Tā kā neitronu zvaigznes priekštecis jau ir eksplodējis kā supernova, tās masai ir jābūt vairāk nekā 40 saules masām.
Astronomijas ievada kursos dažreiz tiek mācīts, ka zvaigznes ar vairāk nekā 25 saules masām kļūst par melnajiem caurumiem - jēdziens, kam vēl nesen nebija novērošanas pierādījumu, lai to pārbaudītu. Tomēr dažas teorijas ļauj šādām masīvām zvaigznēm izvairīties no kļūšanas par melnajiem caurumiem. Piemēram, Čikāgas universitātes Aleksandra Hegera un kolēģu teorētiskie aprēķini norāda, ka ārkārtīgi masīvas zvaigznes dzīves laikā pūš masu tik efektīvi, ka, atstājot supernovas, tās atstāj neitronu zvaigznes. Pieņemot, ka neitronu zvaigzne Vesterlundā 1 ir viena no tām, rodas jautājums, no kurienes nāk Piena Ceļā un citās galaktikās novērotie melnie caurumi.
Citi faktori, piemēram, zvaigznes ķīmiskais sastāvs, tas, cik ātri tā griežas, vai magnētiskā lauka stiprums var noteikt, vai masīva zvaigzne atstāj aiz neitronu zvaigznes vai melno caurumu. Teorija par normālā ķīmiskā sastāva zvaigznēm atstāj nelielu sākotnējo masu logu - no apmēram 25 līdz nedaudz mazāk par 40 saules masām - melno caurumu veidošanai no atsevišķu masīvu zvaigžņu evolūcijas. Papildu neitronu zvaigžņu identificēšanai vai melno caurumu atklāšanai jaunos zvaigžņu kopos vajadzētu vēl vairāk ierobežot neitronu zvaigžņu un melno caurumu priekšteču masu un īpašības.
Muno aprakstītais darbs bija balstīts uz diviem Chandra novērojumiem 2005. gada 22. maijā un 18. jūnijā. NASA Māršala kosmisko lidojumu centrs Hantsvilā, Ala., Pārvalda aģentūras Zinātnes misijas direktorāta Chandra programmu. Smitsona astrofizikas observatorija kontrolē zinātnes un lidojumu operācijas no Čandras rentgenstaru centra Kembridžā, Masačūsetsā.
Papildu informācija un attēli ir pieejami vietnē: http://chandra.harvard.edu
un http://chandra.nasa.gov
Oriģinālais avots: Chandra News Release
