Самая молодая звезда
Космос огромен и количество звёзд в нём бесконечно, причём они постоянно находятся на самых разных стадиях эволюции. Прямо в эту секунду, пока вы читаете, в некоторых звёздах возникает термоядерная реакция и они становятся полноценными звёздами. В других в этот момент происходят разрушительные процессы – взрыв и сброс оболочки, коллапс до нейтронной звезды или образование чёрной дыры.
Только в нашей галактике Млечный путь сотни миллиардов звёзд, и множество мест, где прямо сейчас зарождаются новые. Таких галактик, только известных учёным, очень много, и везде идут такие процессы.
Но какая звезда самая молодая во Вселенной? Конечно, вопрос некорректен, потому что мы можем наблюдать лишь небольшую часть Вселенной, и даже собственной галактики. Поэтому уточним – речь о том, какая самая молодая звезда известна учёным в данный момент.
L1488-IRS2E — самая молодая звезда во Вселенной, известная учёным
Звезда, не имеющая собственного имени и обозначенная просто как L1488-IRS2E, находится в созвездии Персея. Расстояние до неё – около 800 световых лет, это не очень много в масштабах галактики, поперечник которой более 100 тысяч световых лет.
Открыли эту звезду в 2010 году учёные Йельского университета и Гарвард — Смитсоновского центра астрофизики. При этом они использовали инфракрасный космический телескоп «Спитцер» и массив радиотелескопов Submillimeter Array.
Самая молодая звезда на инфракрасном снимке телескопа «Спитцер». Находится в правом верхнем углу квадрата.
Как известно, звёзды проходят разные этапы, пока становятся полноценными светилами. Сначала из облака пыли и газа образуется сгусток, постепенно уплотняющийся. Затем образуется протозвезда – ядро настоящей звезды, массой меньше солнечной. В этой протозвезде пока не началась термоядерная реакция, но она уже светится, раскалённая из-за огромного давления. И эта протозвезда продолжает наращивать массу из окружающей туманности.
Протозвезда продолжает наращивать свою массу из окружающей туманности.
Звезда L1488-IRS2E интересна тем, что находится на самой ранней стадии развития. Она где-то между молекулярным облаком и протозвездой, но уже начала излучать свет. Конечно, светит она пока в 10 раз слабее Солнц. В её недрах пока не началась термоядерная реакция – как только это произойдёт, она станет светить как Солнце, а может быть, и ярче.
Эта звезда представляет большой интерес для учёных, так как очень молодая и её формирование еще продолжается. Однако она уже светится, что само по себе достаточно необычно, и за ней можно наблюдать. Это поможет получить много полезных данных о ранних этапах звёздной эволюции. Звёзды на этой стадии находятся совсем недолго и при этом светятся очень слабо, поэтому их и обнаружить сложно. Из-за этого ценность открытия такого объекта еще больше.
Конечно, таких молодых звёзд даже в нашей галактике очень много. Но звезда L1488-IRS2E находится как раз на той стадии, на которой находится новорожденный ребёнок в первые минуты жизни. Поэтому её можно смело назвать самой молодой во Вселенной, известной учёным. Её рождение происходит прямо сейчас. Естественно, превращение L1488-IRS2E в полноценную звезду может занять еще тысячи лет. В космических масштабах это просто мгновение.
Источник
Миллениал в Магеллановом облаке: найдена самая молодая в истории нейтронная звезда
Ученые обнаружили уникальный объект — нейтронную звезду, которой всего 33 года отроду. Никогда еще астрономы не наблюдали подобных небесных тел столь юного возраста. Почему исследователи охотятся за нейтронными звездами и чем для них ценна нынешняя находка?
Крошка, ты невероятна
Звезды массой более десяти солнц заканчивают жизнь во впечатляющем катаклизме — взрыве сверхновой. При этом от былого светила остается разбросанный по окрестному космосу газ и пыль, да еще маленький плотный остаток — нейтронная звезда или (для самых массивных звезд) черная дыра.
Нейтронные звезды — подлинное сокровище для любителей эпитетов вроде «невероятно» и «потрясающе». Прежде всего, они чудовищно плотные. По меркам небесных тел это настоящие крошки: считанные километры в диаметре. А вот по массе они сравнимы с Солнцем. В результате кубический сантиметр их вещества весит сотни миллионов тонн. Такого давления не выдерживают даже атомные ядра.
При этом подобные махины весьма резво вертятся вокруг своей оси, делая один оборот за несколько секунд (а некоторые — даже за миллисекунды).
Наконец, у нейтронных звезд колоссальное магнитное поле. Некоторые из них (магнетары) являются самыми мощными магнитами во Вселенной.
Этот список странностей можно продолжать, но уже понятно главное: человечество не в силах создать ничего подобного. Поэтому физики смотрят на нейтронные звезды как на лабораторию, устроенную для них самой природой. Изучая эти мертвые светила, можно проникнуть в глубочайшие тайны законов, управляющих материей.
Астрономы открыли уже тысячи подобных небесных тел, но вопросов о них пока больше, чем ответов. Например, очень мало информации о том, каковы эти объекты сразу после рождения. Самым молодым известным нейтронным звездам несколько столетий (и то это редчайшие экземпляры), а типичный возраст исчисляется миллионами лет.
Все дело в том, что вспышки сверхновых (в которых, напомним, и рождаются нейтронные звезды) — довольно редкое явление. В нашей галактике Млечный Путь не зафиксировано ни одной вспышки со времен изобретения телескопа. Наблюдатели часто видят подобные катаклизмы только потому, что во Вселенной много галактик, а эти взрывы прекрасно видны на межгалактических расстояниях (они действительно очень яркие). Но о нейтронных звездах этого не скажешь. Поймать нейтронную звезду в телескоп чрезвычайно сложно, если она не находится совсем рядом с нами.
На 23 февраля, с любовью, Вселенная
Все изменилось 23 февраля 1987 года, когда Земли достиг свет сверхновой, взорвавшейся в Большом Магеллановом Облаке. Эта небольшая галактика — спутник нашей, и до места катаклизма оказалось всего 168 000 световых лет. Сверхновая 1987А стала самой близкой к Земле за несколько последних веков.
Одновременно со вспышкой света детекторы зафиксировали мощный поток нейтрино (легких частиц, не имеющих электрического заряда и почти не взаимодействующих с веществом). Это могло означать только одно: при взрыве образовалась нейтронная звезда, а не черная дыра.
Когда вспышка угасла, астрономы, затаив дыхание, взглянули на данные телескопов и… не столько выдохнули, сколько вздохнули. На месте взрыва красовалось плотное облако пыли, не оставляющее почти никакой надежды разглядеть, что же у него внутри.
Тридцать лет ученые штурмовали эту цель, используя все более мощные инструменты. Но добились успеха совсем недавно.
В 2019 году были опубликованы результаты наблюдения остатка сверхновой 1987А в радиотелескоп ALMA. Это самый мощный в мире инструмент для наблюдений на границе между радиоволнами и инфракрасным излучением. И одновременно — самый дорогой действующий наземный телескоп: на его строительство было потрачено около $1,5 млрд.
Эти вложения окупились сторицей. ALMA полностью вступила в строй только в 2013 году, но уже подарила человечеству множество впечатляющих открытий. В их числе инструмент принес астрономам и то, чего они так долго ждали: данные об объекте, скрытом в пылевом облаке на месте взрыва 1987А.
Ученые обнаружили, что в центре облака есть нечто, сильно нагревающее пыль и заставляющее ее ярко светиться на длинах волн, принимаемых ALMA.
«Мы были очень удивлены, увидев этот горячий пузырь, сформировавшийся в густом облаке пыли в остатке сверхновой, — рассказывает соавтор работы Микако Мацуура (Mikako Matsuura) из Кардиффского университета в Великобритании. — В облаке должно быть что-то, что нагревает пыль и заставляет ее светиться. Вот почему мы предположили, что внутри пылевого облака скрывается нейтронная звезда».
Казалось бы, можно открыть шампанское. Однако не тут-то было. Исследователи поступили как настоящие ученые: стали первыми и самыми дотошными критиками собственных результатов.
Может ли нейтронная звезда давать столько тепла, сколько зафиксировано телескопом? Ведь она очень маленькая. Правдоподобна ли температура, которую она должна для этого иметь? Или, может быть, пыль разогревается каким-то другим источником энергии? Авторы затруднялись с ответом.
И вот 30 июля 2020 года вышла публикация, сделанная другой научной группой. Ее смысл в двух словах таков: да, это вполне может быть нейтронная звезда. Это, скорее всего, и есть нейтронная звезда. Это куда скорее нейтронная звезда, чем что-либо иное. И с температурой тоже все в порядке.
«Несмотря на огромную сложность взрыва сверхновой и экстремальные условия, царящие внутри нейтронной звезды, обнаружение горячего сгустка пыли подтверждает несколько [теоретических] прогнозов», — объясняет первый автор новой статьи Дэни Пейдж (Dany Page) из Национального автономного университета Мексики.
Прежде всего, как насчет температуры? Эксперты отвечают: нейтронная звезда тридцати лет отроду должна быть разогрета до пяти миллионов градусов Цельсия. Этого в точности хватает, чтобы объяснить наблюдаемое излучение пыли.
Кроме того, горячий шар проступает сквозь пылевое облако именно там, где должна находиться нейтронная звезда через три десятилетия после вспышки сверхновой. А это не та же точка, где взорвалось несчастное светило. Нейтронная звезда должна быть буквально отброшена взрывом со скоростью в сотни километров в секунду.
Учитывая, что и нейтрино в 1987 году возвестили рождение нейтронной звезды, можно практически не сомневаться в природе незнакомки за пылевой вуалью.
Но ученые привыкли сомневаться до последней возможности. Итак, спрашивает Пейдж и коллеги, возможно ли с учетом всех известных данных, что это все-таки не нейтронная звезда?
Ответ таков: возможно, но очень маловероятно. Теоретически нельзя исключить, что это все-таки черная дыра (в одном из предыдущих материалов мы рассказывали о том, каким образом подобные объекты могут светиться). Но черная дыра, обеспечивающая именно такое излучение, какое наблюдается ALMA, на дороге не валяется. Ее параметры должны быть очень точно подстроены под наблюдательные данные, а в науке это первый признак плохого объяснения. С другими альтернативными гипотезами возникают такие же или еще большие проблемы.
Итак, открытый астрономами объект — почти наверняка долгожданная нейтронная звезда, образовавшаяся при взрыве сверхновой 1987А. Первая новорожденная нейтронная звезда в истории наблюдений. Потенциальный источник уникальной информации о Вселенной.
Кстати, какой именно информации? Пока трудно сказать, какие параметры нейтронной звезды ученые смогут вытащить из наблюдения за пылью, подогретой ее излучением. Во всяком случае, диаметр ее они уже вычислили: 25 километров (это в полтора раза меньше диаметра МКАД).
Через несколько десятилетий пыль от взрыва, возможно, рассеется настолько, что мы увидим и саму новорожденную собственной персоной. Вернее, она, надо полагать, уже рассеялась: напомним, что свет вспышки добирался до Земли 168 тысяч лет. Но ничто не движется быстрее света, и у нас нет средств узнать, каков этот объект прямо сейчас. Тридцать три года назад мы увидели взрыв, поскольку лучи, испущенные в момент взрыва, наконец достигли наших глаз и приборов. Сейчас мы видим место катаклизма таким, каким оно было через 33 года после вспышки. А еще через несколько десятилетий увидим, достаточно ли рассеялась пыль, чтобы как следует изучить центральный объект. Астрономы умеют ждать, попутно создавая все более совершенные телескопы.
Источник
Самая молодая звезда во вселенной
Нейтронная звезда — это невероятно плотный сгусток звездного материала, оставшийся после того, как массивная звезда становится сверхновой
Недавно обнаруженная нейтронная звезда, известная как Swift J1818.0-1607, поразительна: согласно новому исследованию, опубликованному в журнале Astrophysical Journal Letters, ей всего около 240 лет – она настоящий новорожденный ребенок по космическим меркам.
Обсерватория Neil Gehrels Swift заметила молодой объект 12 марта, когда он выпустил массивный всплеск рентгеновских лучей. Последующие исследования обсерватории XMM-Newton Европейского космического агентства и телескопа NuSTAR НАСА, которым руководит Caltech и управляет Лаборатория реактивного движения агентства, выявили больше физических характеристик нейтронной звезды, включая те, которые использовались для оценки ее возраста.
Нейтронная звезда – это невероятно плотный сгусток звездного материала, оставшийся после того, как массивная звезда становится сверхновой.
Фактически, нейтронные звезды являются одними из самых плотных объектов во вселенной (уступая только черным дырам): чайная ложка материала нейтронной звезды весит 4 миллиарда тонн на Земле.
Атомы внутри нейтронной звезды так сильно сжаты вместе, что ведут себя так, как нигде больше. Swift J1818.0-1607 вмещает вдвое большую массу нашего Солнца в объем, более чем в триллион раз меньший.
С магнитным полем, которое в 1000 раз сильнее, чем у обычной нейтронной звезды, и примерно в 100 миллионов раз сильнее, чем самые мощные магниты, созданные человеком, Swift J1818.0-1607 принадлежит к особому классу объектов, называемых магнетарами, которые являются наиболее сильными магнитными объектами во вселенной.
И это, похоже, самый молодой магнит из когда-либо обнаруженных. Если возраст звезды подтвердится, это означает, что свет от звездного взрыва, который сформировал его, достиг Земли примерно в 1780 году, во время правления Екатерины Великой.
«Этот объект показывает нам более раннее время в жизни магнетара, чем мы когда-либо видели прежде, очень скоро после его создания», – сказала Нанда Ри из Института космических наук в Барселоне и главный исследователь кампаний XMM Newton и NuSTAR.
В то время как существует более 3000 известных нейтронных звезд, ученые определили только 31 подтвержденный магнетар – включая эту новейшую запись. Поскольку их физические свойства не могут быть воссозданы на Земле, нейтронные звезды (включая магнетары) являются естественными лабораториями для проверки нашего понимания физического мира.
Swift J1818.0-1607 расположен в созвездии Стрельца и относительно близко к Земле – всего на расстоянии около 16 000 световых лет. (Поскольку свету требуется время, чтобы пройти эти космические расстояния, мы видим свет, излучаемый нейтронной звездой около 16 000 лет назад, когда ей было около 240 лет.)
Многие научные модели предполагают, что физические свойства и поведение магнетаров меняются с возрастом и что магнетары могут быть наиболее активными, когда они моложе. Таким образом, поиск более молодого образца поможет улучшить эти модели.
Хотя нейтронные звезды имеют ширину всего от 15 до 30 км, они могут излучать огромные вспышки света наравне с гораздо более крупными объектами. В частности, магнетары были связаны с мощными извержениями, достаточно яркими, чтобы их можно было увидеть по всей вселенной.
Учитывая экстремальные физические характеристики магнетаров, ученые считают, что существует множество способов, с помощью которых они могут генерировать такое огромное количество энергии.
P. Esposito et al. A Very Young Radio-loud Magnetar, The Astrophysical Journal (2020). DOI: 10.3847/2041-8213/ab9742
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
Источник