Steaua de neutroni „Văduva Neagră” durează o oră să orbiteze în jurul stelei care se prăjește

Soarele nostru este singur în această galaxie, fără un însoțitor apropiat care orbitează cu el. Dar sistemele stelare binare sunt foarte frecvente, iar cel mai apropiat vecin al nostru pare să fie un sistem stelar triplu. Având în vedere câte tipuri diferite de stele există, multe sisteme cu mai multe stele au un amestec organic deosebit, cu stele gigantice instabile care orbitează alături de stele relativ regulate.

În numărul de miercuri al revistei Nature, cercetătorii raportează o raritate: o stea neutronică „văduvă neagră” care este suficient de aproape de însoțitorul său pentru a o arunca cu radiații. Dacă procesul continuă, în cele din urmă va face ca steaua să se evapore și să moară. Și pentru bună măsură, perechea are și un însoțitor îndepărtat, care este o stea pitică veche și rară.

Căutarea anomaliilor

Au început lucrările la arhive Facilitatea de tranzit Zwicky. ZTF este conceput pentru a supraveghea întregul cer din emisfera nordică la fiecare două zile și utilizează software pentru a identifica orice se schimbă. Deseori, acest lucru ar putea însemna că ceva explodează: steaua se aprinde brusc (în unele cazuri devenind vizibilă de pe Pământ pentru prima dată) pentru că a explodat ca o supernovă.

Dar această căutare a căutat schimbări trecătoare ale luminozității: lucruri care s-ar aprinde periodic și s-ar estompa din nou. Adesea, acest lucru se datorează partenerilor care orbitează, iar cercetătorii și-au folosit căutarea pentru a căuta în mod special binare apropiate, în care două stele orbitează reciproc la distanțe care se potrivesc perfect cu sistemul nostru solar. Deoarece cele două stele se eclipsează reciproc din perspectiva Pământului, cantitatea totală de lumină care ajunge pe Pământ se va schimba periodic.

Unul dintre lucrurile care au ieșit din sondaj s-a numit ZTF J1406 + 1222 și a fost… ciudat. Observațiile ulterioare au confirmat că lumina din sistem a prezentat un model asemănător undelor sinusoidale, crescând și coborând în mod regulat. Dar a făcut-o pe un program scurt, cu o frecvență de abia mai mult de o oră. Acest comportament nu a fost cauzat de eclipsă, deoarece unele lungimi de undă de lumină au arătat o schimbare mai semnificativă decât altele – unele lungimi de undă au experimentat o diferență de intensitate de 13 ori pe parcursul unui ciclu de o oră. Dacă ZTF J1406 + 1222 ar include o eclipsă stelară, majoritatea lungimilor de undă ar experimenta schimbări similare în intensitate.

Având în vedere că explicația evidentă nu pare să funcționeze, cercetătorii au apelat la explicațiile mai puțin evidente, dar totuși plauzibile. Iar cel pe care l-au favorizat includea și o stea în jurul căreia orbitează un companion apropiat invizibil. Dar în acest caz, însoțitorul invizibil producea cantități abundente de radiații care au încălzit steaua. Acest proces produce în esență o stea care are o latură „zi” care este scăldată în radiații, deci este mai energică și mai strălucitoare, iar partea „noapte” emite luminozitatea interioară a stelei.

Câtă energie este necesară pentru a obține acest tip de diferență de luminozitate? Cercetătorii îl estimează în unități complet inutile de ergi/sec; Puneți unitățile care sunt cel puțin oarecum de înțeles, poate fi aproximativ 10¹² megatoni pe secundă. Care, după majoritatea standardelor, este o mulțime de radiații.

păianjeni fără pânză

Există doar câteva lucruri care pot produce acest tip de radiații. Cercetătorii au exclus piticele albe, care produc multă radiație în regiunea ultravioletă a spectrului. ZTF J1406 + 1222 nu pare să aibă prea mult surplus acolo, ceea ce înseamnă că o pitică albă este puțin probabilă. Aceasta lasă o stea neutronă ca explicație cea mai probabilă.

Nu este prima dată când se observă un sistem apropiat de o stea neutronică. Am văzut destule că și-au luat propria terminologie. Prima persoană identificată a preluat numele.Vaduva Neagra Pulsar„în care o stea neutronică își scufunda însoțitorul în suficientă radiație pentru a o distruge. Descoperirile ulterioare ale sistemelor similare au fost grupate în clasa binarelor văduvă neagră, care a devenit un subset al clasificării generale a binarelor păianjen.

O privire mai atentă la ZTF J1406 + 1222 a arătat că steaua are linii de absorbție a hidrogenului în spectrul său. Acest lucru este destul de neobișnuit, având în vedere că majoritatea stelelor sunt formate din hidrogen de înaltă energie, care produce o mare parte din emisie. Dar, în acest caz, radiația pare să fi împins o cantitate mare de hidrogen departe de stea, unde poate absorbi radiația din mediu. Acest lucru este în concordanță cu ideea că acesta este sistemul Black Widow, unde steaua urmează să se evapore.

ZTF J1406 + 1222 se întâmplă să fie cel mai apropiat duo de văduvă neagră identificat până în prezent și ridică întrebări despre modul în care a fost format. Dar aceste întrebări depășesc partea binară a sistemului văduvei negre. Observațiile au arătat, de asemenea, că o stea vecină este probabil legată gravitațional, ceea ce o face un sistem de trei stele. Și, desigur, această vedetă este și pe partea ciudată, aparținând unei clase numite (nu inventez asta) cool sub-pitici. Acestea sunt foarte vechi și conțin niveluri foarte scăzute de elemente, altele decât hidrogen și heliu.

În cele din urmă, nu numai că componentele individuale ale acestui sistem sunt ciudate, dar și sistemul în ansamblu este destul de ciudat. Companionul exterior orbitează în jurul a 600 de unități astronomice (o UA este distanța medie dintre Pământ și Soare). La această distanță, forța gravitațională este mică și orice perturbare poate sparge sistemul de trei stele. Ceea ce este deosebit de ciudat pentru că orbita sistemului se apropie de nucleul galactic și este posibil să fi văzut o explozie de supernovă atunci când s-a format steaua neutronică, ceea ce înseamnă că ZTF J1406 + 1222 are o mulțime de scuze pentru a se despărți acum.

Toate acestea întăresc concluzia principală a celor care l-au descoperit: ZTF J1406 + 1222 este un sistem interesant care merită multă monitorizare suplimentară.

temperare natura2022. DOI: 10.1038/s41586-022-04551-1 (Despre DOI).