Астрономи відкрили надзвичайно рідкісний зоряний дует у Всесвіті.

Астрономи вперше виявили нейтронну зорю, яка швидко обертається, у парі з гелієвою зіркою-компаньйоном. Це відкриття проливає світло на рідкісний процес еволюції спільної оболонки - теоретичний механізм формування подвійних систем, який досі залишався малодослідженим. Результати дослідження опубліковані в журналі Science.

Величезна частина зір у Всесвіті формує подвійні системи. Проте нещодавно виявлений дует має унікальну особливість. Це мілісекундний пульсар (нейтронна зоря, що обертається з неймовірною швидкістю — сотні обертів за секунду) тісно пов'язаний з гелієвим супутником, що втратив свої зовнішні шари. Хоча теоретично такі системи вважалися можливими, їх досі ніколи не вдалося зафіксувати в спостереженнях.

Це відкриття стало можливим завдяки китайському радіотелескопу FAST. У 2020 році команда, очолювана Цзінь Лін Ханом, змогла зафіксувати слабкі радіосигнали з глибини Чумацького Шляху. Чотири роки спостережень підтвердили, що ця зірка не є самотньою. У зовнішніх шарах зірки був виявлений пульсар, що сформував надзвичайно компактну подвійну систему. З орбітальним циклом всього 3,6 години, цей пульсар та його партнер обертаються дуже близько один до одного.

Зазвичай мілісекундні пульсари утворюються, "висмоктуючи" матерію зі звичайних сусідніх зір. Однак у цьому випадку процес мав інший сценарій. Гелієвий супутник колись був зіркою, яка розширилася настільки, що поглинула пульсар. Під дією гравітації зовнішні водневі шари супутника розсіялися, залишивши лише щільне гелієве ядро, гравітаційно пов'язане з нейтронною зорею.

"Це як космічне гальмування, - пояснює Дункан Лорімер, астроном із Західної Вірджинії. - Супутник втрачає масу, а пульсар прискорює обертання, утворюючи надщільну систему".

Такий механізм, відомий як "еволюція спільної оболонки", передбачався десятиліттями, але лише зараз отримав прямий доказ. Подібні системи становлять лише 0,1% серед мілісекундних пульсарів. Вчені припускають, що у Чумацькому Шляху може існувати ще близько десятка подібних систем.

"Це схоже на пошук голки в величезному стозі сіна," - зазначає Вікторія Каспі з Макгіллського університету. "Але саме такі відкриття дозволяють нам переосмислити наші уявлення про життєві цикли зірок."

Команда Хана планує продовжити моніторинг системи, щоб зрозуміти, як гелієвий супутник взаємодіє з пульсаром на квантовому рівні. Очікується, що дані з FAST та інших телескопів розкриють нові деталі про термодинаміку подібних пар.

"Кожна така система - це унікальна лабораторія для вивчення екстремальних фізичних умов", - підкреслює Хан. Відкриття нагадує: навіть у нашій галактиці залишається безліч таємниць, які лишають простір для наукових сенсацій.

Раніше ми розглядали, як функціонують рентгенівські подвійні зорі.