Шаровые скопления — место, где происходят захватывающие процессы столкновений и слияний звезд. Это среда, где можно обнаружить удивительные объекты, например, пульсары, вращающиеся тысячи раз в секунду, или нейтронные звезды и малые черные дыры, поглощающие газ от соседних звезд и вращающиеся вокруг себя, создавая яркие светящиеся диски.
На прошлой неделе две независимые команды астрономов объявили о своих открытиях. Первая команда, возглавляемая Эваном Барром из Макс-Планка Института радиоастрономии в Германии, обнаружила интересный объект в шаровом скоплении NGC 1851, расположенном в созвездии Голубь. Вторая команда обнаружила аналогичный объект в шаровом скоплении 47 Тукана, втором по яркости среди всех скоплений на небосводе.
Очень важным является то, что эти открытия имеют значимость для понимания нейтронных звезд и черных дыр. Оба объекта находятся в интересном массовом промежутке, между самыми крупными нейтронными звездами и самыми маленькими черными дырами, которые когда-либо были обнаружены. Ученые затрудняются определить, является ли каждый из этих объектов нейтронной звездой или черной дырой.
Первая команда использовала радиотелескоп MeerKAT, чтобы обнаружить объект в NGC 1851. Они нашли миллисекундный пульсар PSR J0514−4002E, который вращается вокруг своего невидимого спутника за 7.44 дня. Ученые измерили массу этой пары — 3.887 солнечных масс. Они учли вклад пульсара в общую массу и сделали вывод, что масса невидимого спутника составляет от 2.09 до 2.71 солнечных масс. Ученые не обнаружили звезды-спутника при наблюдении с помощью телескопа Хаббл. Они предположили, что это может быть нейтронная звезда или черная дыра, но не могут точно сказать, какое из предположений верно.
Вторая научная группа, возглавляемая Алессандро Падуано из Международного центра радиоастрономии в Куртинском университете в Австралии, исследовала 50 шаровых скоплений, используя большой массив радиотелескопов: Very Large Array и Australia Telescope Compact Array. Они обнаружили радиоисточник в скоплении 47 Тукана, а затем с помощью рентгеновского телескопа обнаружили источник рентгеновского излучения в том же месте. Однако ученые не обнаружили признаков звезды в этом месте. В своей статье они предположили, что объект может быть пульсаром или слабо поглощающей черной дырой с массой от 50 до 6000 солнечных масс.
Астрономы заметили новый радиоисточник в центре шарового скопления 47 Тукана (красный круг)
Ни одна из команд не смогла определить, чем именно является наблюдаемые объекты — нейтронной звездой или черной дырой. Однако эти открытия имеют огромное значение и демонстрируют, сколько еще предстоит узнать о нейтронных звездах и черных дырах.
Если рассматриваемые небесные объекты действительно является нейтронными звездами, они будут самыми тяжелыми из когда-либо наблюдавшихся, что дает ценную информацию о загадочной природе чрезвычайно плотной ядерной материи. С другой стороны, если это окажется черная дыра, она будет самой легкой из известных существующих, что потенциально может пролить свет на наше понимание взрывов сверхновых и сложной динамики внутри шаровых скоплений. Следовательно, это открытие имеет огромный потенциал для развития наших знаний в области астрофизики и ядерной физики, открывая путь к революционным прорывам в этих областях
— Майя Фишбах, исследователь из Канадского института теоретической астрофизики.
Чтобы подтвердить идентификацию объекта как черной дыры средней массы, а не как пульсара, необходимо тщательное исследование скопления с использованием передовых оптических или инфракрасных наблюдений. Это тщательное расследование направлено на обнаружение любых признаков того, что ненаблюдаемая сущность влияет на траекторию окружающих звезд.
Следовательно, внедрение передовых технологий, таких как большие наземные телескопы, оснащенные адаптивной оптикой, или долгожданный космический телескоп Джеймса Уэбба, является обязательным для этого начинания.
Будущие исследования с более мощными телескопами позволят нам увидеть больше деталей и, возможно, разрешить эти загадки, чтобы лучше понять эти таинственные объекты в глубинах шаровых скоплений.
