В 2015 году астрофизики нашли уникальную двойную систему, включающую в себя две компактные звезды: пульсар, представляющий собой магнитную, стремительно вращающуюся нейтронную звезду, испускающую свет, и звезду-компаньон с массой всего 1,174 масс Солнца (M?). Такой показатель значительно выделяется на фоне других нейтронных звёзд с точными замерами массы.
Характер теоретического объекта в системе J0453+1559 на протяжении долгого времени вызывал удивление ученых: одни считали его нейтронной звездой, другие склонялись к версии белого карлика. Эти виды звёзд имеют разное происхождение: нейтронные звезды рождаются в результате взрывов массивных звёзд, тогда как белые карлики — в процессе «сбрасывания» внешних слоёв звёздами малой и средней массы.
Исследовательская группа из Университета Монаш и Технологического университета Свинберна применила трёхмерное моделирование взрывов сверхновых, чтобы проверить гипотезу о нейтронной природе загадочного объекта. Полученные результаты указывают на то, что спутник пульсара действительно может являться нейтронной звездой, а не белым карликом.
«Ранее мы работали над статьёй для Nature Astronomy, в которой анализировали распределение масс нейтронных звёзд. Система J0453+1559 оказалась в центре внимания из-за аномально невысокой массы объекта, однако, подобные “лёгкие” нейтронные звёзды известны и в других случаях», — отметил Бернхард Мюллер, главный автор исследования.
Исследователи начали с изучения 25 моделей звёздной эволюции, близких к минимальной массе, достаточной для взрыва сверхновой. Из этих моделей они выделили пять кандидатов, где структура ядра, в особенности масса железно-кремниевой зоны, указывала на формирование нейтронной звезды с рекордно невысокой массой. Однако по словам Мюллера, конечная масса объекта зависит от динамики взрыва: «Материал может продолжать поступать на нейтронную звезду даже в ходе взрыва, что усложняет вычисления».
Трёхмерные симуляции охватили весь процесс коллапса ядра и сам взрыв, позволившие точно предсказать массы нейтронных звёзд для избранных моделей. Результаты подтвердили, что объект весом 1,17 M? в системе J0453+1559 вероятнее всего является нейтронной звездой.
«Исследование не только решает многолетний спор, но и показывает, как современные 3D симуляции помогают в анализе распределения масс нейтронных звёзд и чёрных дыр, раскрывая физику их формирования», — добавил Мюллер.
В будущем команда стремится укрепить симуляции, с целью детального изучения свойств нейтронных звёзд и чёрных дыр — их начальные массы, скорости и вращение. Отдельное внимание уделят изучению происхождения магнитных полей, особенно у магнетаров, нейтронных звёзд с полями до 1015 Гаусс. «Ещё неясно, почему некоторые звёзды появляются с такими экзотическими характеристиками. Надеемся, что 3D моделирование поможет пролить свет и на эту загадку», — заключает учёный.
Источник: iXBT
