Откриването на „черна неутронна звезда“ променя астрономията

Учените откриха астрономически обект, който никога досега не е наблюдаван. Той е по-масивен от плътните звезди, известни като „неутронни звезди“, но има по-малка маса от черните дупки. Такива „черни неутронни звезди“ не се смятаха за възможни и съществуването им ще означава, че идеите за това как се образуват неутронни звезди и черни дупки, трябва да бъдат преосмислени.

Откритието е направено от международен екип, използващ гравитационни детектори за вълни в САЩ и Италия.
Чарли Хой, от Университета в Кардиф, Великобритания, участващ в проучването, заяви, че новото откритие ще преобрази нашето досегашно разбиране.

„Не можем да изключим никакви възможности“, казва той пред BBC News. „Ние не знаем какво е това и затова е толкова вълнуващо, защото наистина променя нашето поле.“

Международната група разполага с лазерни детектори, дълги няколко километра, които са в състояние да открият минутни пулсации в пространството и времето, причинени от сблъсъка на масивни обекти във Вселената. Събраните данни могат да бъдат използвани за определяне на масата на тези обекти.

Миналия август инструментите откриха сблъсък на черна дупка 23 пъти по-голяма от масата на нашето Слънце с обект от 2,6 слънчеви маси. Това прави по-лекия обект по-масивен от най-тежкия тип мъртва звезда или неутронна звезда, наблюдаван по-рано – от малко над две слънчеви маси. Но също така беше по-лек от най-леката черна дупка, наблюдавана преди – от около пет слънчеви маси.

Астрономите са търсили такива обекти в това, което са нарекли „масова пропаст“. В статия в списание The Astrophysical Journal Letters, изследователският екип смята, че от всички възможности обектът най-вероятно е светла черна дупка, но те не изключват други варианти.

След като се е сблъскал с голямата черна дупка, обектът вече не съществува. Въпреки това трябва да има допълнителни възможности да се научи повече за тези обекти на масова пропаст от бъдещи сблъсъци, според проф. Стивън Феърхърст, също от Кардиф.

„За нас е предизвикателство да определим какво е това“, каза той пред BBC News. „Това ли е най-леката черна дупка някога или това е най-тежката неутронна звезда някога?“

Ако става въпрос за светла черна дупка, тогава няма установена теория как би могъл да се развие такъв обект. Но колегата на проф. Феърхърст, проф. Фабио Антониони, предложи теория, че слънчева система с три звезди може да доведе до образуването на светли черни дупки. Идеите му получават все по-голямо внимание след новото откритие. Ако обаче този нов клас обект е тежка неутронна звезда, тогава теориите за начина им на формиране също може да се наложи да бъдат преразгледани, според проф. Бернар Шуц от Института за гравитационна физика „Макс Планк“ в Потсдам, Германия.

„Не знаем много за ядрената физика на неутронните звезди. Така че хората, които ги анализират с екзотични уравнения, които обясняват какво става вътре в тях, може би си мислят, че това е доказателство, че можем да получим много по-тежки неутронни звезди.“

Смята се, че както черните дупки, така и неутронните звезди се образуват, когато звездите изчерпват енергията, горивото си и умират. Ако е много голяма звезда, тя се срутва и образува черна дупка, обект с такава силна гравитационна сила, че дори светлината не може да избяга от хватката му.

Ако стартовата звезда е под определена маса, един вариант е тя да се срине в плътна топка, съставена изцяло от частици, наречени неутрони, които се намират вътре в сърцето на атомите. Материалът, от който са съставени неутронните звезди, е така плътен, че една чаена лъжичка от него би тежала 10 милиона тона.

Неутронната звезда също има мощна гравитация, която я държи с висока плътност, но сила между неутроните, наречена ядрена силна сила, изтласква частиците на разстояние, противодействайки на гравитационната сила.

Настоящите теории предполагат, че гравитационната сила би преодоляла ядрената сила, ако неутронната звезда е по-голяма от две слънчеви маси – и ще я накара да се срине в черна дупка.

Според проф. Нилс Андерсон от университета в Саутхемптън, ако мистериозният обект е тежка неутронна звезда, тогава теоретиците ще трябва да преосмислят какво се случва в тези обекти.

„Ядрената физика не е прецизна наука, където знаем всичко“, казва той. „Ние не знаем как ядрената силна сила действа при екстремните условия, които съществуват в неутронна звезда. Така че всяка теория, която имаме в момента, за това какво се случва вътре в една неутронна звезда, има известна несигурност.“

Проф. Шейла Роуън, директор на Института за гравитационни изследвания на Университета в Глазгоу (IGR) казва, че откритието предизвиква съвременните теоретични модели. „Ще трябва да се предприемат още космически наблюдения и изследвания, за да се установи дали този нов обект наистина е нещо, което никога не е било наблюдавано или вместо това може да бъде най-леката черна дупка, откривана някога.“