Астрономы, возможно, нашли первый блицар
Радиотелескоп CHIME
Проанализировав собранные данные, исследователи предположили, что они, возможно, обнаружили первый блицар — редкое астрономическое событие, внезапный коллапс слишком массивной нейтронной звезды. К нему может привести, например, слияние двух нейтронных звёзд. В результате образуется нестабильная массивная нейтронная звезда, которую удерживает от немедленного коллапса её быстрое вращение.
Насколько большой может стать нейтронная звезда, прежде чем она рухнет в чёрную дыру? У нас нет точного ответа на этот вопрос, отчасти потому, что мы не до конца понимаем, что происходит с материей внутри этих массивных объектов. Мы даже не знаем, выживают ли нейтроны, давшие название звезде, или распадаются на составляющие их кварки.
В блицаре сильные магнитные поля нейтронной звезды замедляют её вращение, в результате чего она коллапсирует в чёрную дыру через несколько часов после слияния. В этот момент часть магнитного поля пульсара вне чёрной дыры внезапно отрывается от своего исчезающего источника. Эта магнитная энергия мгновенно превращается во вспышку радиоизлучения широкого энергетического спектра.
Уже некоторое время мы обнаруживаем похожие всплески энергии, исходящие из областей с интенсивными магнитными полями. Есть периодически возникающие быстрые радиовсплески (FRB), которые связывают с нейтронными звёздами, обладающими сильным магнитным полем — магнетарами. Но бывают и радиовсплески, которые, похоже, вообще не повторяются, что говорит о том, что условия, которые их породили, могут уничтожить их источник. Это как раз и могут быть блицары.
Для новой работы группа исследователей воспользовалась данными, полученными двумя типами обсерваторий. Одна из них — коллаборация LIGO/VIRGO по обнаружению гравитационных волн, которая может идентифицировать гравитационные сигналы, возникающие при слиянии массивных объектов, включая нейтронные звезды. Вторая — Канадский эксперимент по картированию интенсивности водорода — обсерватория, созданная с другими целями, но внезапно оказавшаяся исключительно подходящей для обнаружения FRB.
Исследователи искали зафиксированные обеими обсерваториями события, которые произошли примерно в одно и то же время и в одном и том же районе неба, причём FRB возникали менее чем через сутки после гравитационных волн. Из 21 слияния нейтронных звёзд, обнаруженного с помощью гравитационных волн, всего одно совпало с FRB, причём FRB 20190425A произошло примерно через 2,5 часа после GW190425.
Если это исследование верно, то эффекты, которые мы объединяем в одно явление FRB, на самом деле являются результатом двух различных событий. Повторяющиеся события происходят с магнетаром. Одномоментные события вызываются гибелью сильно намагниченной нейтронной звезды в течение нескольких часов после её образования.
Если FRB 20190425A4/GW190425 действительно представляет собой блицар, у нас уже есть достойное представление о том, как должна выглядеть физика этого события, поскольку астрофизики потратили достаточно много компьютерного времени на их моделирование. В результате, даже это единичное событие может наложить некоторые ограничения на происходящие там процессы. Детекторы гравитационных волн показывают, что масса нейтронных звёзд до слияния была в 1,35 и 2,0 раза больше массы Солнца, а масса объекта после слияния была чуть больше 3,2 солнечных масс. Основываясь на этой информации, исследователи определили максимальную массу нейтронной звезды в 2,6–3,0 раза больше массы Солнца. При превышении этого значения она разрушается.
Чем больше таких событий мы увидим, тем лучше мы будем знать физику этих объектов. Поскольку оба эти события очень непредсказуемы, мы создали ряд обсерваторий, которые постоянно собирают данные, чтобы мы могли поймать одно из них, когда оно произойдёт.
