«Космический единорог» поставил физику в тупик: мёртвая звезда вращается всё быстрее
Вселенная, при всей своей хаотичности, подчиняется строгим законам. Звёзды рождаются, живут и умирают. Их остывающие остатки — белые карлики и нейтронные звёзды — постепенно теряют энергию и замедляют своё вращение. Это такой же фундаментальный процесс, как остывание чашки с чаем. Но что, если однажды мы найдём «мёртвую» звезду, которая, вопреки всему, начала вращаться всё быстрее?
Именно такого нарушителя космического спокойствия и обнаружили астрономы. Объект под названием CHIME J1634+44 — это не просто очередная точка на звёздной карте. Это настоящий «космический единорог», аномалия, которая заставляет учёных сомневаться в, казалось бы, незыблемых моделях.
Портрет нарушителя: что мы знаем о J1634+44?
Чтобы понять, насколько этот объект необычен, нужно сначала разобраться, что он из себя представляет. J1634+44 относится к новому и загадочному классу радиотранзиентов с длинным периодом (LPT). Говоря проще, это источник, который периодически «вспыхивает» в радиодиапазоне, но делает это с большими перерывами — от нескольких минут до часов. Это уже само по себе выделяет его на фоне обычных пульсаров, которые «моргают» с частотой до сотен раз в секунду.
Но J1634+44 — уникум даже среди уникумов. Вот список его «особых примет»:
- Аномальная яркость: Это самый яркий LPT из всех, что мы когда-либо видели.
- Странный ритм: Его импульсы подчиняются сложной, почти музыкальной схеме. Они повторяются либо каждые 14 минут, либо с более длинным периодом в 70 минут, что ровно в пять раз больше. Такая математическая точность редко бывает случайной.
- Идеальная поляризация: Радиоволны от этого объекта имеют 100% круговую поляризацию. Представьте, что свет — это волна, колеблющаяся в определённой плоскости. А теперь представьте, что эта плоскость вращается, и волна летит в пространстве, закручиваясь, как идеальный штопор. Такого чистого сигнала астрономы не видели ни от нейтронных звёзд, ни от белых карликов.
И вишенка на торте — его вращение ускоряется. Это как если бы заведённый волчок, вместо того чтобы замедляться, вдруг начал раскручиваться сам по себе.
Главная загадка: почему мертвец ускоряется?
Здесь мы подходим к самому интересному. Закон сохранения момента импульса — тот самый, что заставляет фигуриста вращаться быстрее, когда он прижимает руки к телу, — прекрасно объясняет, почему звёздные остатки изначально вращаются очень быстро. Массивная звезда, коллапсируя в крошечный объект, резко увеличивает скорость вращения. Но дальше должен начаться обратный процесс: излучая энергию, объект теряет момент импульса и неумолимо замедляется.
J1634+44 ломает эту логику. Как такое возможно?
Наиболее правдоподобная гипотеза — наш «единорог» не одинок. Скорее всего, это тесная двойная система, где мёртвая звезда вращается в паре с компаньоном. Этот «танец» может приводить к ускорению двумя путями:
- Звёздный вампиризм. Мёртвая звезда может перетягивать на себя вещество со своего соседа. Падающая на неё материя, подобно воде, закручивающей водяное колесо, передаёт ей свой момент импульса и «раскручивает» её.
- Гравитационные волны. Два массивных объекта, вращаясь друг вокруг друга, создают рябь в ткани пространства-времени. Это излучение уносит энергию из системы, заставляя объекты сближаться по спирали. Их орбитальный танец становится всё быстрее, что может влиять и на скорость вращения одного из компонентов.
Эта гипотеза о двойной системе объясняет ускорение, но порождает новый вопрос.
Спор у телескопа: нейтронная звезда или белый карлик?
Две независимые команды астрономов, открывшие J1634+44 почти одновременно, разошлись во мнениях о его природе. Одна группа считает, что это нейтронная звезда — сверхплотное ядро, оставшееся после взрыва гигантской звезды. Другая склоняется к версии, что это белый карлик — остаток звезды поменьше, вроде нашего Солнца.
И этот спор принципиален. Оба типа объектов могут существовать в двойных системах и ускоряться. Но механизм, генерирующий радиоимпульсы с такой уникальной, 100% круговой поляризацией, должен быть совершенно разным для нейтронной звезды и для белого карлика. Ни одна из существующих теорий не может толком объяснить, как возникает такой чистый сигнал.
По сути, J1634+44 поставил учёных в тупик. Каким бы ни был ответ, он потребует пересмотра наших знаний либо о физике нейтронных звёзд, либо о поведении белых карликов.
Открывая ящик Пандоры
J1634+44 — это не просто астрономический курьёз. Это открытие, которое раздвигает границы известного. Оно показывает, что во Вселенной существует целый класс объектов, о которых мы раньше и не подозревали. Их поведение не укладывается в привычные рамки.
С появлением новых мощных инструментов, таких как радиотелескопы CHIME и LOFAR, мы начинаем слышать «шёпот» Вселенной гораздо отчётливее. И этот шёпот рассказывает нам о процессах, которые мы только начинаем постигать. «Космический единорог» — это первое послание из этого неизведанного мира.
Как сказал один из исследователей, «перед нами настоящая загадка». И решение этой загадки может открыть совершенно новую главу в астрофизике, показав, что космический бестиарий куда богаче и причудливее, чем мы могли себе вообразить.