Нейтронные звезды – это своего рода “звездные трупы”, то есть “огрызки”, остающиеся от вспышек сверхновых (изначально довольно крупных звезд, при жизни превышающих массу Солнца по крайней мере в 1,4 раза). В результате выгорания ядерного топлива, взрыва и последующего коллапса ядро сверхновой превращается в сферический объект размером с небольшой город, который при этом имеет массу, сравнимую с массой Солнца. Получившийся таким образом квазизвездный объект обладает невероятно большой плотностью – одна чайная ложка нейтронного звездного материала на Земле весила бы миллиард тонн.
Известно, что многие нейтронные звезды очень быстро движутся – их скорости измеряются сотнями километров в секунду. А один из подобных объектов, изученный в 2005 году, характеризовался 1100 км/с и считался тогда своего рода рекордсменом. Собственно, астрономы находили и более быстрые пульсары – движущиеся со скоростью свыше 1500 км/с, – однако их скорости были измерены косвенными способами, основанными на наблюдениях эффектов, возникающих при быстром движении пульсаров сквозь газовые облака. К сожалению, объяснение того факта, что нейтронные звезды могут двигаться столь быстро, сталкивается с определенными трудностями. И хотя теоретические модели позволяют описывать разгон до нескольких сотен километров в секунду, нейтронные звезды, скорость которых превышает 1000 километров в секунду, в соответствии с этими теориями встречаться должны все-таки чрезвычайно редко.
Скорость же нынешней рекордсменки (напомним, свыше 1500 км/с) была измерена американскими астрономами Фрэнком Винклером (Frank Winkler) из Колледжа Мидлбери (Middlebury College), что расположен в штате Вермонт, и Робертом Петром (Robert Petre) из Центра космических полетов имени Годдарда (Goddard Space Flight Centre – GSFC) NASA в штате Мэриленд.
С помощью орбитальной рентгеновской обсерватории NASA “Чандра” (Chandra) в течение пяти лет делались снимки остатка сверхновой и нейтронной звезды RX J0822-4300 в южном созвездии Кормы (Puppis A). Выяснилось, что смещение этого самого “огрызка” составляет 44 миллионных градуса (0.159+/-0.017 угловой секунды) в год. Если теперь учесть расстояние до объекта (порядка 6500 световых лет), то и получится приблизительно 1500 километров в секунду. Вообще-то нейтронные звезды на земных небесах проявляются, как правило, в виде пульсаров, однако героиня описываемого нами теперь исследования относится к немногочисленному классу молодых нейтронных звезд, наблюдаемых в остатках сверхновых за счет теплового излучения (в рентгеновском диапазоне) и при этом не проявляющих никакой радиопульсарной активности.
Характерно, что нейтронная звезда RX J0822-4300 и некоторые ближайшие фрагменты газового остатка от взрыва сверхновой движутся в противоположных направлениях (место рождения “точечного источника” находится вблизи оптического центра расширяющейся туманности). Движение этих облаков газа было изучено на более ранних этапах исследования. “Имеются внешние слои звезды, смещающиеся в одном направлении, и нейтронная звезда, движущаяся в другую сторону. Впервые это явление наблюдается в столь выразительных подробностях”, – говорит доктор Роберт Петр. Собственно, движения разных частей взорвавшейся звезды в противоположных направлениях предсказывались наиболее популярными моделями, что описывают “пинки”-кики (kick), благодаря которым нейтронные звезды разгоняются до сверхвысоких скоростей. Согласно таким моделям, газ во время взрыва изрыгается преимущественно в одном направлении, заставляя нейтронную звезду “отскакивать” в противоположную сторону (принцип реактивного движения), вот только скорости должны получаться более скромными…
Стоит отметить, что астрономы Чжун Юэ Хуй (Chung Yue Hui) и Вернер Бекер (Werner Becker) из германского Института внеземной физики имени Макса Планка (MPE) раньше уже проделывали подобные измерения для RX J0822-4300 (на основе данных “Чандры” за 1952 дня), однако у них скорость получилась гораздо скромнее – меньше 1100 км/с. Роберт Петр утверждает, что нынешние вычисления его группы обладают большей точностью, поскольку базируются на большем числе измерений.
На иллюстрации вверху:
Яркая точка нейтронной звезды видна вблизи центра остатка сверхновой в созвездии Кормы. Утверждается, что она движется со скоростью свыше 1500 км/с. Фотография, полученная зондом ROSAT, работающим в рентгеновском диапазоне (NASA/GSFC/S Snowden et al) – с сайта New Scientist