Астрономы из Китая обнаружили самую легкую пару нейтронных звезд, вращающихся вокруг общего центра масс.
Система получила название PSR J1856-0039 и находится в созвездии Орла на расстоянии 6520 световых лет от Земли. Полный оборот звезд занимает всего 2,36 часа, а их суммарная масса составляет всего 2,49 солнечных масс — рекордно мало для подтвержденной двойной нейтронной системы.
PSR J1856−0039 впервые заметили в мае 2020 года с помощью китайского радиотелескопа FAST. В течение следующих пяти лет астрономы провели 17 наблюдений и собрали 253 измерения периодичности радиоимпульсов.
Один из компонентов системы — пульсар, то есть нейтронная звезда, вращающаяся и испускающая радиоволны. Изменения времени прихода этих волн позволили ученым проследить движение пульсара в орбите.
Наблюдения показали несколько релятивистских эффектов. Орбита звезд постепенно сокращается, ближайшая к центру часть орбиты смещается, а время прихода импульсов демонстрирует эффект задержки Эйнштейна.
Особенно важно первое явление.
Согласно общей теории относительности, массивные тела, вращающиеся друг вокруг друга, излучают гравитационные волны и теряют энергию. Из-за этого расстояние между ними уменьшается, а период обращения сокращается.
В случае PSR J1856-0039 наблюдаемое сжатие орбиты практически совпало с расчетами, сделанными в рамках общей теории относительности. Это подтверждает предсказания Эйнштейна.
Масса пульсара составляет 1,304 солнечных масс, а общая масса системы — 2,48841 солнечных масс. Это самый низкий показатель среди известных двойных нейтронных звезд.
Ученые считают, что из-за потери энергии звезды продолжат сближаться и через 82 миллиона лет сольются.
Что останется после столкновения, пока неизвестно. Исследователи предполагают, что это может быть массивная нейтронная звезда или черная дыра.
Малая масса системы делает ее особенно интересной для изучения. Если слияние завершится образованием нейтронной звезды, это даст ученым возможность лучше понять свойства сверхплотной материи внутри таких объектов.
Еще одна цель наблюдений — проверка эффекта Лензе-Тирринга, то есть увлечения пространства-времени вращающимся массивным телом. Компактная орбита PSR J1856-0039 создает хорошие условия для подтверждения этого эффекта.
Авторы исследования планируют продолжить наблюдения за "нейтронной парой". Это поможет точнее измерить релятивистские эффекты и узнать больше о внутреннем устройстве нейтронных звезд.