Европейские астрономы впервые показали, что нейтронная звезда может формироваться из звезды массой в 40 раз больше Солнца. Это прямо противоречит принятой теории, согласно которой такие великаны должны становиться черными дырами.

На сей раз объектом исследований астрономов расположенной в Чили европейской обсерватории ESO стало скопление Westerlund 1. Оно является одним из самых массивных и молодых звездных скоплений в нашей Местной группе галактик, и самым близким: расположено оно в 12−16 тыс. световых лет от Земли, в созвездии Жертвенник. Юные звезды в нем живут весьма бурной жизнью, некоторые из них сияют с яркостью, в миллионы раз превышающей светимость Солнца, и в размерах превосходят его в тысячи раз. Описывая это скопление, астроном Бен Ричи (Ben Ritchie) говорит: «Если б Солнце оказалось в центре Westerlund 1, небо над нами было бы постоянно заполнено сотнями светил, сияющих ярко, как полная Луна».

Словом, Westerlund 1 — настоящий звездный заповедник, населенный многочисленными и весьма разнообразными светилами, вплоть до самых экзотических. Общее у них одно — возраст, который колеблется в сравнительно узких пределах от 3,5 до 5 млрд лет. Один из обитателей этого скопления — магнитар eso0831, нейтронная звезда с исключительно мощным магнитным полем, в триллионы раз мощнее, чем магнитосфера Земли. Это поле настолько сильно, что смертельно для человека даже на расстоянии многих тысяч километров, а с компьютером к нему лучше не приближаться и на сотни тысяч километров.

Магнитары — сравнительно недавно обнаруженный тип звезд, относящихся к нейтронным звездам. Когда какая-нибудь крупная звезда исчерпывает внутренние запасы топлива и прекращает излучать энергию, центростремительные и центробежные силы в ней перестают уравновешивать друг друга. Оболочка звезды, быстро раздуваясь, производит колоссальный взрыв, называемый сверхновой, а ядро сжимают мощные силы гравитации. Образуется объект размерами порядка десятков километров — это и есть нейтронная звезда. Плотность ее вещества приближается к плотности атомного ядра: равноценная по массе 1−2 солнцам звезда «умещается» в шарике, размером не превышающем территории среднего городка.

Но и нейтронные звезды бывают разные. В 1990-х был открыт целый класс таких объектов, испускающих периодические импульсы. Энергию для них дает мощнейшее магнитное поле, которое у таких звезд самое сильное во Вселенной, отчего и названы они были магнитарами. Это очень редкие объекты, в Млечном Пути астрономам известно лишь несколько таких звезд, и одна из них находится в скоплении Westerlund 1.

Поскольку все звезды в скоплении имеют примерно одинаковый возраст, то можно вывести, что звезда-предшественник магнитара eso0831 появилась примерно в то же время. А учитывая то, что она уже погибла, можно приблизительно установить первоначальную ее массу, ведь размер звезды определяет и скорость ее эволюции, и продолжительность жизни (чем тяжелее звезда, тем короче срок ее существования). Исходя из этого — а также из данных о движении соседних звезд — ученые показали, что предшественник eso0831 насчитывал около 40 солнечных масс.

Это несколько настораживает, ведь до сих пор полагалось, что нейтронные звезды образуются из звезд массой от 10 до 25 солнц, а те, что крупнее, благодаря своей невероятной гравитации коллапсируют прямиком в черные дыры. 40 солнечных масс — эта величина лежит далеко за границей предшественниц нейтронных звезд. «Такой звезде, — говорит один из авторов находки Игнацио Негурула (Ignacio Negueruela), — понадобилось избавиться от более чем 0,9 своей массы прежде чем взорваться сверхновой и в ходе взрыва, иначе она стала бы черной дырой. Как и отчего именно происходила такая масштабная потеря массы — вопрос, и сложный вопрос, к современной теории звездной эволюции».

Сами авторы исследования предлагают такой механизм происходящего. Звезда-предшественник некогда была частью двойной системы. Обе звезды жили и эволюционировали параллельно, во взаимодействии друг с другом, и вторая звезда постоянно и сильно оттягивала материю от первой. Сегодня эту компаньонку обнаружить не удается лишь потому, что ее отбросило взрывом сверхновой, в ходе которого и образовался магнитар. Можно сказать, что в двойной системе массивная звезда получает уникальный шанс на «снижающую вес диету», в результате которой она закончит свои дни не мрачной черной дырой, а сверхплотной нейтронной звездой.

Читайте также о том, как и для чего ученые создают магниты силой если не такой же, как у магнитара, то хотя бы немного приближающейся к нему: «Теслы».

По пресс-релизу ESO