Астрономы впервые увидели рождение двойной нейтронной звезды

Учёные впервые наблюдали образование двойной системы из нейтронных звёзд. Аномально слабый взрыв сверхновой привёл к рождению пары, которая в будущем может погибнуть в слиянии, вызвав всплеск гравитационных волн. 

О достижении рассказывает научная статья, опубликованная в журнале Science большой международной группой астрономов.

Необычный взрыв, получивший обозначение iPTF 14gqr, был замечен в обзоре iPTF, специально предназначенном для поиска сверхновых и других вспышечных событий. Астрономы наблюдали развитие вспышки с первых часов её появления. Когда из-за вращения Земли нужная точка скрылась за горизонтом, эстафету подхватили другие телескопы.

Наблюдатели определили, что перед ними взрыв сверхновой класса Ic. Такая вспышка, как и сверхновые почти всех остальных классов, за исключением Ia, возникает при взрыве ядра массивной звезды на конечных стадиях её существования.

В качестве сверхновых взрываются только ядра звёзд с массой не менее восьми солнц. Однако на этот раз масса выброшенного вещества составила лишь 0,2 солнечных, что весьма заинтересовало астрономов. Оценка кинетической энергии разлетающейся материи тоже показала, что она удивительно мала для подобных событий (хотя по земным меркам цифру в 2 × 1043 джоулей не назовёшь скромной).

"Мы видели крах ядра этой массивной звезды, но мы увидели удивительно маленькую выброшенную массу, – объясняет соавтор исследования Мэнси Кэсливэл (Mansi Kasliwal). – "Мы называем сверхновой с ультраснятой оболочкой, и уже давно предсказано, что они существуют. [Но] это первый случай, когда мы убедительно наблюдали коллапс ядра массивной звезды, которая настолько лишена материи".

Изначально светило было массивным, иначе оно вообще никогда не вспыхнуло бы в качестве сверхновой. Однако к моменту взрыва большая часть его вещества была каким-то образом утрачена.

Астрономы знают лишь один реалистичный механизм такой потери: "каннибализм" со стороны компаньона в двойной системе. Гравитация такого партнёра перетягивает к нему материю, и звезда "худеет". В качестве такого хищника может выступать белый карлик, чёрная дыра или нейтронная звезда. Произведя расчёты, авторы остановились на втором варианте.

Но и после взрыва iPTF 14gqr должна образоваться именно нейтронная звезда. Таким образом, получается двойная система из этих объектов. При этом она настолько тесна, что "подруги" рано или поздно столкнутся, породив вспышку и всплеск гравитационных волн. Подобное "ДТП" астрономы пока наблюдали лишь единожды.

Это первый случай, когда астрономы непосредственно наблюдали за рождением двойной нейтронной звезды. До сих пор не было полной ясности в вопросе, откуда берутся такие объекты.