Астрономы обнаружили первый объект Торна-Житков – необычный тип гибридной звезды

Объекты Торна-Житков являются гибридами красных сверхгигантов и нейтронных звезд

Ученые сейчас находятся на пороге научного открытия: они обнаружили первую звезду из так называемого теоретического класса, существование которого впервые предположили физик Кип Торн и астроном Анна Житков в 1975 году. Объекты Торна-Житков являются гибридами красных сверхгигантов и нейтронных звезд, которые внешне напоминают обычных красных сверхгигантов, таких как Бетельгейзе в созвездии Ориона. Однако они отличаются по химическому составу, который является результатом уникальных процессов в недрах самих звезд, сообщается в Science Daily.

Полагают, что объекты Торна-Житков образуются в тесной бинарной системе звезд в результате взаимодействия двух массивных светил – красного сверхгиганта и нейтронной звезды, сформировавшейся в результате взрыва сверхновой. Хотя точный механизм формирования объектов не определен, наиболее популярная теория заключается в том, что в ходе эволюционного взаимодействия двух звезд более массивный красный сверхгигант поглощает нейтронную звезду, которая по спирали приближается к ядру красного сверхгиганта.

Внутри необычных звезд

Тогда как обычные красные сверхгиганты получают энергию от ядерного синтеза в своих ядрах, объекты Торна-Житков питаются за счет необычной активности поглощенных нейтронных звезд. Таким образом, открытие объектов Торна-Житков свидетельствует о существовании модели недр звезд – внутризвездных систем, ранее неизвестных астрономам.

Руководитель проекта доктор Эмили Левеск из Университета Колорадо, которая в этом году была награждена премией Annie Jump Cannon Award Американского астрономического общества, рассказывает: «Изучение этих объектов является захватывающим, потому что они представляют собой совершенно новую модель того, как могут работать звездные недра. Теперь у нас есть новый способ получения тяжелых элементов в нашей Вселенной. Вы наверняка слышали, что все состоит из «звездной пыли». Теперь мы могли бы ее создавать внутри этих самых звезд».

Исследование было опубликовано в научном журнале Monthly Notices Королевского астрономического сообщества в соавторстве с доктором Филиппом Мэсси из обсерватории Лоуэлла в Флагстаффе, штат Аризона, доктором Анной Житков из Кембриджского университета в Великобритании и доктором Нидией Моррелл из обсерватории Карнеги в Ла-Серена, Чили.

Астрономы сделали свое открытие при помощи 6,5-метрового Магелланова телескопа в обсерватории Лас-Кампанас в Чили. Они исследовали спектр света, излучаемого видимыми красными сверхгигантами, по которому определили присутствие в них определенных элементов. Исследуя спектр звезды HV 2112 в Малом Магеллановом облаке, наблюдатели были удивлены его необычными особенностями.

Объекты Торна-Житков

Когда Левеск и ее коллеги внимательно рассмотрели тонкие линии в спектре звезды HV 2112, они обнаружили, что в ее составе содержится избыток рубидия, лития и молибдена. Прежние исследования показали, что каждый из этих элементов может присутствовать в нормальных звездных процессах. Но такое высокое содержание всех трех элементов при температурах, характерных для красных сверхгигантов, является уникальной особенностью объектов Торна-Житков.

«Я очень счастлива, что доказательства наших теоретических предположений уже начали появляться, – говорит доктор Анна Житков. – С тех пор, как Кип Торн и я предложили эту модель звезд с нейтронным ядром, ученые не могли опровергнуть нашу теорию. Если теория верна, экспериментальное подтверждение рано или поздно появится. Таким образом, вопрос заключался лишь в обнаружении необходимой группы звезд, возможностях телескопа и реализации самого проекта».

Во время исследования команда ученых выяснила, что некоторые химические характеристики звезды HV 2112 не совсем соответствуют их теоретическим моделям. Доктор Филипп Мэсси признаёт: «Конечно, мы можем ошибаться. Есть некоторые незначительные несоответствия между теми деталями, которые мы обнаружили, и тем, что предполагает теория. Но теоретические предположения уже устарели, и в теории с тех пор было много изменений. Надеюсь, наше открытие послужит стимулом для дальнейших исследований».