Российские астрофизики первыми выяснили, как отличать белые карлики от нейтронных звезд
Как различать между собой в космосе те объекты, которые почти не испускают ни света, ни какого-либо излучения и при этом ведут себя чрезвычайно похоже? Такая задача применительно к двум типам остатков звезд — нейтронным и белым карликам — долгое время была одним из главных «крепких орешков» астрофизики. Была — потому что российские ученые только что «разгрызли» этот орешек, подарив мировой науке первый надежный и универсальный критерий.
Что белые карлики, что нейтронные звезды образуются после гибели звезд главной последовательности. Они могут иметь идентичную массу и даже производить похожие по интенсивности вспышки, но при этом имеют совершенно непохожую природу. Первые — холодные, остывающие и относительно «стабильные» звездные трупы, вторые же — бурлящие сверхплотные сгустки материи, настолько сжатой, что даже атомные ядра распадаются в ней на нейтроны и протоны.
Тем не менее, для наблюдателя на Земле различить между собой эти два типа звездных остатков, когда они ведут себя сравнительно тихо, весьма непросто. Тем не менее, такая потребность возникает постоянно. Особенно — когда астрономы натыкаются на очередную звездную пару, видимую только в рентгеновском диапазоне. В течение последних двух десятилетий ученые безуспешно бились над изобретением способа, который позволит провести уверенную границу между белыми карликами и их сверхплотными «двойниками».
Задачу эту — одну из ключевых в современной астрофизике — решили российские астрофизики из Московского государственного университета имени Ломоносова. Как оказалось, именно в рентгеновском диапазоне проявляются незаметные, но имеющие ключевую важность детали, являющиеся характерными чертами обоих типов погибших светил.
А именно: во время вспышек их спектральные индексы отличаются. Погрузившись в причину этих различий, физик Лев Титарчук установил, что их причина — в разной температуре двух тел. Белый карлик излучает лишь остаточное тепло (которого в нем после миллионов лет термоядерных реакций осталось немало). Нейтронная же звезда греется под воздействием собственной чудовищной гравитации, крушащей на части атомы. Это имеет прямое следствие: отражение рентгеновского излучения происходит совершенно по-разному.
Проще говоря, холодная (относительно) поверхность белого карлика поглощает излучение от аккреционного диска (формируемого материей звезды-компаньона), в то время как кипящая оболочка нейтронного светила его отражает. Это накладывает совершенно особый отпечаток на спектры обоих тел, и знание данной особенности позволяет легко диагностировать природу каждого из них. Благодаря этому будущие рентгеновские исследования резко упростятся, что еще больше ускорит поступательное движение науки в глубины космоса.
