Gwiazdy neutronowe to jedne z najdziwniejszych obiektów występujących w kosmosie. Cechuje je ogromna, naprawdę ogromna gęstość. Ta jest tak duża, że gdyby „posiekać” gwiazdy neutronowe na kostki wielkości kostek cukru, każda z tych kostek na Ziemi ważyłaby 100 milionów ton. Dodatkowo, są to ciała stosunkowo niewielkie (zwykle ich masa nie przekracza 1,4 mas Słońca). Teraz odkryto jednak największą znaną gwiazdę neutronową, której masa wynosi ponad 2 masy Słońca.
MSP J0740+6620, bo tak brzmi nazwa, nowo odkrytej gwiazdy neutronowej, jest częścią układu binarnego, do którego należy również biały karzeł (obiekt powstały po ustaniu reakcji jądrowych w gwieździe o małej lub średniej masie). Co ciekawe, istnieje możliwość, że prawdopodobnie nigdy nie odkryjemy większej i masywniejszej gwiazdy neutronowej. Większa masa doprowadziłaby bowiem do zapadnięcia się takiego obiektu i powstania czarnej dziury.
Naukowcy należący do konsorcjum astronomów o nazwie NANOGrav ( North American Nanohertz Observatory for Gravitational Waves) zmierzyli masę MSP J0740+6620, wykorzystując tak zwane „opóźnienie Shapiro”. Zjawisko to jest opóźnieniem sygnału radiowego pod wpływem grawitacji. W tym przypadku biały karzeł z układu podwójnego opóźniał nieco zmierzające w kierunku Ziemi fale radiowe gwiazdy neutronowej, gdy tylko z naszej perspektywy pojawiał się na tle owej gwiazdy. Za sprawą tego efektu badacze byli w stanie najpierw oszacować masę białego karła, a następnie pulsara.
Jak się okazało, masa gwiazdy neutronowej wynosi aż 2,17 mas Słońca. Wspomnieliśmy już, co stałoby się z obiektem, gdyby jego masa była większa. Masa ta przekłada się na średnicę wynoszącą zaledwie 30 kilometrów, ale i tak mowa o największym obiekcie tego typu.
„Orientacja tego podwójnego układu gwiazd stworzyła fantastyczne kosmiczne obserwatorium.”, powiedział Scott Ransom, astronom z obserwatorium NRAO (ang. National Radio Astronomy Observatory) oraz współautor pracy opisującej gwiazdę neutronową, opublikowanej w czasopiśmie Nature Astronomy. „Gwiazdy neutronowe mają swój punkt krytyczny, gdzie ich wewnętrzna gęstość staje się tak ekstremalna, że siła grawitacji przytłacza nawet zdolność neutronów do przeciwdziałania dalszemu zapadaniu się. Każda ‘najmasywniejsza’ gwiazda neutronowa, którą znajdujemy, przybliża nas do zidentyfikowania tego punktu krytycznego i pomaga nam w zrozumieniu fizyki materii przy tych zadziwiających gęstościach.”
Źródło: Wizja przedstawiająca sygnał radiowy gwiazdy neutronowej opóźniony przez grawitację białego karła | Źródło: BSaxton, NRAO/AUI/NSF
Jesteśmy niezwykle ciekawi, czy z czasem naukowcom jednak uda się odnaleźć choć odrobinę większą i masywniejszą gwiazdę neutronową. Zanim coś takiego nastąpi, astronomowie zamierzają dokładniej zbadać MSP J0740+6620, z pomocą kolejnych obserwatoriów.
Źródło: Nature Astronomy