„Nadváha“ neutronové hvězdy vzdoruje teorii černých děr, říkají astronomové | černé díry

Astronomové si všimli přítomnosti „nadváhy“ neutronové hvězdy, která tvrdí, že záhadný objekt je matoucí astronomické teorie.

Supermasivní hvězda vznikla fúzí dvou menších neutronových hvězd. Takové srážky obvykle vedou k neutronovým hvězdám tak hmotným, že se téměř okamžitě zhroutí do černé díry svou vlastní gravitací. Nejnovější pozorování však odhalila, že monstrózní hvězda se vznášela nad obzorem déle než jeden den, než zmizela z dohledu.

„Taková masivní neutronová hvězda s dlouhou očekávanou délkou života se obvykle nepovažuje za možnou,“ řekla Dr. Nuria Jordana Mitjans, astronomka z University of Bath. „Je záhadou, proč to mělo tak dlouhou životnost.“

Pozorování také vyvolávají otázky ohledně zdroje neuvěřitelně energetických záblesků, známých jako krátké záblesky gama (GRB), které doprovázejí slučování neutronových hvězd. Všeobecně se předpokládá, že tyto výbuchy – nejenergetickejší události ve vesmíru od velkého třesku – vybuchují z pólů nově vzniklé černé díry. V tomto případě však pozorovaný záblesk gama musel vycházet ze samotné neutronové hvězdy, což ukazuje na zcela odlišný proces.

Neutronové hvězdy jsou nejmenší a nejhustší existující hvězdy, které zaujímají pozoruhodné místo mezi konvenčními hvězdami a černými dírami. Je asi 12 mil široký a je tak hustý, že čajová lžička materiálu má hmotnost jedné miliardy tun. Mají hladký obal čistých neutronů, 10 miliardkrát pevnější než ocel.

„Je to zvláštní, zvláštní věc,“ řekla profesorka Carol Mondel, astronomka z University of Bath a spoluautorka studie. „Nemůžeme sbírat tyto materiály a přivézt je zpět do naší laboratoře, takže jediný způsob, jak je můžeme studovat, je, když na obloze dělají něco, co můžeme pozorovat.“

V tomto případě se podle Mondela zdá, že něco bránilo neutronové hvězdě „všimnout si, jak je hmotná“. Jednou z možností je, že se hvězda otáčela tak rychle a s tak masivními magnetickými poli, že její kolaps byl zpožděn – něco jako voda zůstala uvnitř nakloněného kbelíku, pokud se kývala dostatečně rychle.

„Toto je první přímý pohled na supermasivní neutronovou hvězdu v přírodě,“ řekl Mondel. „Mám tušení, že jich najdeme víc.“

Nečekaná pozorování byla provedena pomocí observatoře NASA Neil Gehrells Swift Observatory, která detekovala počáteční vzplanutí gama záření pocházející z galaxie vzdálené asi 10,6 miliardy světelných let. Automatická observatoř, Liverpool Telescope, umístěná na Kanárských ostrovech, se poté automaticky otočila, aby zobrazila účinky sloučení. Tato pozorování odhalila výmluvné známky rychle rotující hypermagnetické neutronové hvězdy.

To naznačuje, že samotná neutronová hvězda uvolnila gama záblesk, spíše než k němu došlo po jejím gravitačním kolapsu. Až dosud bylo obtížné znát přesný sled událostí.

„Byli jsme nadšeni, že jsme zachytili velmi rané optické světlo z tohoto krátkého záblesku gama – něco, co je stále téměř nemožné udělat bez robotického dalekohledu,“ řekl Mondel. „Náš objev otevírá novou naději pro nadcházející průzkumy oblohy pomocí dalekohledů, jako je Rubin Observatory LSST, ve kterých můžeme najít signály od stovek tisíc těchto dlouhověkých neutronových hvězd předtím, než se zhroutí do černých děr.“

„Tým našel důkazy o stabilní supermasivní neutronové hvězdě, což je opravdu důležité zjištění,“ řekl Stefano Covino, astronom z Brera Astronomical Observatory v Miláně, který se na výzkumu nepodílel.

Řekl, že práce by mohla poskytnout nový pohled na vnitřní strukturu neutronových hvězd, které pravděpodobně obsahují jádro exotické hmoty, i když přesná podoba není známa.

Výsledky byly zveřejněny v Astrophysical Journal.