Звезды-матрешки, одна внутри другой, действительно существуют

Эмили Левеск и ее коллеги из Колорадского университета в Боулдере (США) открыли в Малом Магеллановом Облаке так называемый объект Торна-Житковой, представляющий собой красный гигант, внутри которого находится… еще одна звезда, очень малых размеров и большой плотности. До этого существование подобных тел рассматривалось лишь теоретически.

Фото:

Малое Магелланово Облако — ближайший спутник Млечного Пути, карликовая галактика, находящаяся от нас на расстоянии около 60 килопарсеков в созвездии Тукана. Она выглядит как тускло светящееся облако размером около трех градусов. Отсюда и название, данное в честь португальского мореплавателя Фернана Магеллана, которому довелось наблюдать эту галактику в 1519 году во время кругосветного путешествия.

Читайте также: Ученые разоблачили космического оборотня

Поначалу специалистов удивило то обстоятельство, что вновь открытое светило оказалось богато литием, рубидием и молибденом. А это, как предсказали еще в 70-е годы прошлого столетия исследователи Торн и Житкова, характерно для необычной разновидности космических объектов. Речь идет об умирающих светилах, которые в процессе разбухания превратились в красные гиганты (такая судьба ждет когда-нибудь и наше Солнце). Раздуваясь, они поглощают находящиеся с ними в "связке" нейтронные звезды. Вернее, еще вопрос, кто кого поглощает, так как фактически это последние сами "съедают" внутренности гигантов, и те представляют собой всего лишь пустые оболочки.

Большую часть своей жизни звезда средней массы, подобная Солнцу, пребывает в состоянии водородного цикла. Когда она сжигает весь свой запас водородного топлива и водород в ее ядре превращается в гелий, на периферии продолжается термоядерное горение водородных оболочек. В это время растет светимость объекта, расширяются его внешние слои и снижается температура на поверхности. Размеры звезды увеличиваются примерно в 100 раз, и она становится красным гигантом.

Как правило, нейтронное светило формируется раньше своего компаньона. Если последний переживает длительный процесс эволюции, свойственный маломассивным звездам, то образование нейтронной звезды происходит в результате коллапса массивного светила, срок жизни которого довольно короток. Так как взрыв такой сверхновой редко бывает симметричным, нейтронная звезда (сокращенно НЗ) получает импульс, который может уменьшить скорость ее обращения вокруг "соседа" по системе. Происходит сближение, а порой даже пересечение орбит. Если же обычная звезда пребывает в стадии красного гиганта, то не исключено вхождение НЗ в ее внешние слои. Но разреженная оболочка светила начнет тормозить дальнейшее продвижение, и НЗ будет продвигаться к ядру, поглощая эту оболочку.

Чем же это может закончиться? В первом варианте НЗ сольется с ядром, после чего ее масса превысит предел Оппенгеймера-Волкова и оба тела исчезнут. На их месте вспыхнет сверхновая и появится черная дыра. Но если масса ядра окажется недостаточной, то она просто увеличит массу самой НЗ. Так как поверхность нейтронного светила очень горячая, присутствие этого объекта в центре бывшего красного гиганта запустит в рыхлых газовых слоях, которые притягиваются гравитацией НЗ, нетипичные термоядерные реакции. Отсюда и выделение таких элементов, как литий, рубидий и молибден.

Правда, по мнению экспертов, подобная схема встречается сравнительно редко, а "живут" звезды-"матрешки" не очень долго. Как показывают подсчеты, НЗ достигает ядра гиганта примерно за тысячу земных лет с момента ее экспансии в его внешнюю оболочку. А на поглощение ядра ей требуется всего месяц по земным меркам. Так что отследить процесс с самого начала не так-то просто: наблюдателям объект "достается" уже на конечной стадии.

Читайте также: Ученые заморозили нейтронные звезды

Впрочем, характеристики объекта, обнаруженного группой под руководством госпожи Левеск, несколько отличаются от тех, что были описаны Торном-Житковой. Дело в том, что концентрация указанных элементов все же не дотягивает до теоретически предсказанных норм. Но сам Кип Торн, комментируя открытие, заявил, что пока других столь же "мощных" кандидатов на роль космической "матрешки" не имеется. Если в итоге дальнейших наблюдений открытие будет подтверждено, то в астрономии появится совершенно новый класс объектов.

Все самое интересное читайте в рубрике "Наука и техника"