Trvá hodinu, kým obehne hviezdu, ktorá praží neutrónovú hviezdu „čierna vdova“.

Naše Slnko je v tejto galaxii samo o sebe a neobiehajú okolo nej žiadni blízki spoločníci. Dvojhviezdne systémy sú však veľmi bežné a náš najbližší sused sa zdá byť trojhviezdičkový. Vzhľadom na to, koľko rôznych typov hviezd existuje, mnoho viachviezdnych systémov má zvláštnu zmes členstva, pričom masívne, nestabilné hviezdy obiehajú relatívne vedľa tých pozemských.

V stredajšom vydaní časopisu Nature výskumníci informujú o rarite: neutrónovej hviezde „čiernej vdovy“ dostatočne blízko k svojmu spoločníkovi, že ju vyžaruje radiáciou. Ak by tento proces pokračoval, nakoniec by to viedlo k vypareniu hviezdy a jej smrti. A len pre dobrú mieru, pár má aj vzdialeného spoločníka, ktorým je stará a vzácna trpasličia hviezda.

hľadanie nerovností

Práce sa začali v archívoch o zwicky momentálna funkcia, ZTF je navrhnutý tak, aby každé dva dni skenoval celú oblohu na severnej pologuli a používa softvér na zistenie akýchkoľvek zmien. Často to bude znamenať, že niečo vybuchlo: hviezda sa náhle rozjasnila (v niektorých prípadoch prvýkrát viditeľná zo Zeme), keď explodovala ako supernova.

Objav však hľadal chvíľkové zmeny jasu: objekty, ktoré by pravidelne žiarili a znova slabli. Je to často spôsobené obiehajúcimi spoločníkmi a výskumníci svoj nález použili špeciálne na hľadanie blízkych dvojhviezd, kde dve hviezdy obiehajú okolo seba vo vzdialenosti, ktoré spočívajú v našej slnečnej sústave. Keď sa dve hviezdy z pohľadu Zeme navzájom zatmia, celkové množstvo svetla dopadajúceho na Zem sa z času na čas zmení.

Jedna z vecí, ktorá vyšla z prieskumu, bola ZTF J1406+1222, a to bolo… čudné. Následné pozorovania potvrdili, že svetlo zo systému vykazovalo sínusový vzor, ​​ktorý pravidelne stúpal a klesal. Stalo sa to však v krátkom harmonograme, s periodicitou sotva viac ako hodinu. A toto správanie nebolo spôsobené zatmeniami, pretože niektoré vlnové dĺžky svetla vykazovali oveľa významnejšiu zmenu ako iné – niektoré vlnové dĺžky zaznamenali 13-násobný rozdiel v intenzite v priebehu jednohodinového cyklu. Ak ZTF J1406+1222 zahŕňa hviezdy zatmenia, väčšina vlnových dĺžok zaznamená podobné zmeny v ich intenzite.

Vedci si všimli, že zrejmé vysvetlenie nefunguje, a preto sa obrátili na menej zrejmé, ale stále prijateľné vysvetlenie. A ten, ktorý sa im páčil, obsahoval blízku hviezdu, ktorú nebolo vidieť. Ale v tomto prípade neviditeľný spoločník produkoval obrovské množstvo žiarenia, ktoré zohrievalo hviezdu. Tento proces v podstate vytvára hviezdu s „dennou“ stranou zaliatou žiarením, takže je energickejšia a jasnejšia, a „nočnou“ stranou, ktorá vyžaruje vnútornú žiaru hviezdy.

Koľko energie je potrebné na dosiahnutie takého svetelného rozdielu? Výskumníci to odhadujú v úplne zbytočných jednotkách erg/sekunda; Uveďte jednotky, ktoré sú aspoň trochu vnímateľné, je to asi 10. diela z¹² Megaton za sekundu. Čo je podľa väčšiny štandardov veľa žiarenia.

pavúk bez siete

Existuje len niekoľko objektov, ktoré môžu produkovať tento typ žiarenia. Výskumníci vylučujú bielych trpaslíkov, ktorí produkujú veľa žiarenia v ultrafialovej oblasti spektra; ZTF J1406+1222 pravdepodobne nebude mať veľmi veľkú hmotnosť, čo znamená, že je nepravdepodobné, že by išlo o bieleho trpaslíka. To nám ponecháva neutrónovú hviezdu ako najpravdepodobnejšie vysvetlenie.

Nie je to prvýkrát, čo bol pozorovaný systém s blízkou neutrónovou hviezdou. Bolo vidieť, že si zvolili vlastnú terminológiu. Prvý, kto bol rozpoznaný, zdvihol meno“čierna vdova pulzar„Pretože neutrónová hviezda sa kúpala v dostatočnom žiarení, aby zničila svojho spoločníka. Neskoršie objavy podobných systémov boli zhrnuté do kategórie dvojhviezd čiernej vdovy, ktorá sa stala podmnožinou všeobecnej klasifikácie dvojhviezd pavúkov.“

Bližší pohľad na ZTF J1406+1222 odhalil čiary absorpcie vodíka v spektre hviezdy. To je dosť nezvyčajné, keďže väčšina hviezd je vyrobená z vysokoenergetického vodíka, ktorý veľa emituje. Ale v tomto prípade sa zdá, že žiarenie odnieslo značné množstvo vodíka preč od hviezdy, kde môže absorbovať žiarenie z okolia. To je v súlade s myšlienkou, že ide o systém čiernej vdovy, kde hviezda nevyhnutne zmizne.

ZTF J1406+1222 je najbližšia dvojhviezda Black Widow, ktorú sme doteraz identifikovali, a to vyvoláva otázku, ako sa mohla vytvoriť. Tieto otázky však presahujú binárnu časť systému Black Widow. Pozorovania tiež odhalili, že existuje susedná hviezda, ktorá je pravdepodobne gravitačne viazaná, čo z nej robí trojhviezdičkový systém. A prirodzene, tá hviezda je trochu zvláštna, ktorá tiež patrí do kategórie (nevymýšľam si) skvelých podtrpaslíkov. Sú veľmi staré a obsahujú veľmi nízke hladiny iných prvkov ako vodík a hélium.

V konečnom dôsledku sú divné nielen jednotlivé súčasti tohto systému, ale veľmi zvláštny je aj systém ako celok. Vonkajší spoločník obieha vo vzdialenosti asi 600 astronomických jednotiek (jedna AU je priemerná vzdialenosť medzi Zemou a Slnkom). V tejto vzdialenosti je gravitačná príťažlivosť malá a akákoľvek porucha môže rozbiť trojhviezdičkový systém. Čo je obzvlášť zvláštne, pretože obežná dráha systému sa dostane do blízkosti galaktického jadra a pravdepodobne došlo k výbuchu supernovy, keď sa vytvorila neutrónová hviezda, čo znamená, že ZTF J1406+1222 má teraz veľa výhovoriek na rozpad.

To všetko posilňuje hlavný záver jeho objaviteľov: ZTF J1406+1222 je zaujímavý systém, ktorý si zaslúži ďalšie pozorovanie.

Príroda2022. DOI: 10.1038/s41586-022-04551-1 ,O DOI,