Телескоп «Чандра» выявил уникальную материю внутри нейтронных звезд
Внутри нейтронных звезд может содержаться сверхплотная материя, аналогов которой нет больше нигде во Вселенной. Такое открытие сделали ученые, наблюдая остатки сверхновой 3C 58 с помощью рентгеновской обсерватории NASA «Чандра» и космического телескопа XMM-Newton Европейского космического агентства (ESA).
В центре остатка сверхновой 3C 58 в созвездии Кассиопея находится вращающаяся нейтронная звезда под названием PSR J0205+6449. Группа астрономов под руководством Алессио Марино из Института космических наук в Испании изучили ее и другие подобные объекты, чтобы понять источник вещества внутри них.
На изображении, полученным с помощью приборов на борту телескопа «Чандра», видно остатки взорвавшейся звезды 3C 58 в рентгеновском и оптическом диапазоне длин волн. В центре находится яркий белый объект слегка вытянутой формы: это быстро вращающаяся нейтронная звезда, или пульсар. От нее в разных направлениях исходят завитки синих и фиолетовых оттенков, напоминая по своей форме осьминога и его щупальца. Ее окружает облако материала красных оттенков – причем по горизонтали оно шире, чем по вертикали. Все это материя, которая образовалась после взрыва.
Чтобы узнать больше об особенностях наблюдаемого объекта, исследователи решили вывести так называемое уравнение состояния – соотношение, которое отражает связь основных свойств нейтронных звезд, включая давление и температуру в различных частях их недр. Для сравнения имеющихся данных с различными уравнениями состояния, астрофизики использовали искусственный интеллект (ИИ).
Расчеты показали, что нейтронная звезда в 3C 58 и две другие были намного холоднее, чем остальные нейтронные звезды, участвовавшие в исследовании. По мнению авторов работы, отчасти быстрое охлаждение можно объяснить тем, что эти нейтронные звезды более массивны, чем большинство других. Это значит, что они содержат больше частиц, из-за чего в них могут происходить процессы, которые заставляют нейтронные звезды остывать быстрее.
Ученые выдвинули два предположения, с чем могут быть связаны внутренние процессы в нейтронных звездах. Первое заключается в том, что вблизи центров нейтронных звезд происходит своего рода радиоактивный распад, во время которого нейтрино — частицы с низкой массой, легко проникающие сквозь вещество, — забирают себе большую часть энергии и тепла, вызывая быстрое охлаждение. Вторая причина, по мнению исследователей, может быть в наличии какой-либо необычной материи в центрах быстро остывающих нейтронных звезд.
Ранее астрофизики использовали телескоп «Чандра» для поиска жизни на экзопланетах в пределах Солнечной системы. Аппарат помог установить количество излучения, получаемого небесными телами от их родительских звезд. Пока обнаружить признаков обитаемости не удалось, но метод признан эффективным и ученые планируют продолжать использовать его в будущих наблюдениях.
