Астрономы Калифорнийского университета в Санта-Круз (США) объяснили, каким образом возникают тяжелые нейтронные звезды. Это позволяет раскрыть загадку необычной массы двух нейтронных звезд, чье слияние было зафиксировано в 2019 году. Об этом сообщается в статье, опубликованной в журнале Astrophysical Journal Letters.
Известно, что в Млечном Пути встречаются двойные нейтронные звезды, один из компонентов которых являются пульсаром. При этом массы пульсаров идентичны, то есть среди них не встречаются тяжелые нейтронные звезды. Однако коллаборация LIGO обнаружила гравитационные волны, появившиеся при слиянии пары тяжелых нейтронных звезд, что предполагает, что такие двойные звезды должны встречаться повсеместно. До сих пор ученые не могли объяснить, почему тогда тяжелые нейтронные звезды не наблюдаются в популяции пульсаров.
Исследователи проанализировали сверхновые, возникающие в двойных системах и приводящие к появлению компактных объектов, таких как две нейтронные звезды, либо пара нейтронная звезда-черная дыра. Ученые смоделировали взрыв массивных звезд, которые были лишены водородной оболочки из-за взаимодействия с компаньоном. Оказалось, что, когда такая звезда превращается в сверхновую, некоторые из внешних слоев быстро выбрасываются из системы, однако внутренние сначала выбрасываются, а потом падают обратно на сформированный компактный объект.
Звезда с массой в десять Солнц, если энергия взрыва мала, образует черную дыру; если энергия большая, звезда сформирует нейтронную звезду. Эти результаты не только объясняют образование двойных систем тяжелых нейтронных звезд, но также предсказывают формирование двойных систем нейтронной звезды и легких черных дыр.