Žvaigždės mirtis gali baigtis vienu iš keturių scenarijų. Mažos žvaigždės (iki aštuonių Saulės masių) po savęs palieka baltąją nykštukę – maždaug Žemės dydžio kūną, kurio masė neviršija 1,4 Saulės masių.
Jei pradinė žvaigždės masė buvo 8–10 Saulės masių, įvyksta supernovos sprogimas, po kurio lieka neutroninė žvaigždė. 10 Saulės masių ir masyvesnės žvaigždės po supernovos sprogimo palieka juodąją skylę – tačiau kai kuriuose masės intervaluose, priklausomai nuo cheminės sudėties, sprogimas žvaigždę gali suardyti visiškai ir nepalikti jokio kompaktiško objekto.
Asociatyvi „Pixaby“ nuotr.
Mažiausios žinomos juodosios skylės yra maždaug 2,6 karto masyvesnės už Saulę. Įprastai manoma, kad neutroninių žvaigždžių masės turėtų užpildyti tarpą tarp baltųjų nykštukių ir juodųjų skylių. Ir tikrai, iki šiol aptiktos neutroninės žvaigždės už Saulę masyvesnės nuo maždaug 1,5 iki maždaug 2,2 karto. Bet dabar paskelbta apie neutroninę žvaigždę, kurios masė tėra vos 0,77 Saulės masės.
Neutroninės žvaigždės yra mažytės, vos keliolikos kilometrų skersmens, o stebime jas daugiausiai rentgeno spindulių ruože. Nustatyti neutroninės žvaigždės masę patikimai galima dviem atvejais: kai ji yra dvinarėje sistemoje arba kai ji yra pulsaras. Naujojo tyrimo taikinys – HESS J1731–347 – nėra nei viena, nei kita, bet tyrėjai pritaikė kitokį metodą.
Jie pasinaudojo faktu, kad objektas matomas supernovos liekanos ūke, o šį ūką apšviečia netoliese esanti jauna žvaigždė. Teleskopo „Gaia“ duomenys leido patikimai nustatyti atstumą iki tos žvaigždės, taigi atstumas iki HESS J1731–347 turėtų būti panašus.
Žinodami atstumą ir išmatavę rentgeno spindulių srautą, pasiekiantį mus, mokslininkai galėjo nustatyti objekto rentgeno šviesį, o kartu – ir masę. Masė pasirodė esanti tarp 0,6 ir 0,9 Saulės masės – gerokai mažesnė, nei maksimali galima baltosios nykštukės masė.
Ką tai reiškia? Galimi keli paaiškinimai. Pirmasis – padaryta klaida skaičiavimuose, panaudotas metodas netinkamas ar kas nors panašaus, o iš tiesų objekto masė yra gerokai didesnė.
Antrasis – mūsų supratimui apie neutroninių žvaigždžių formavimąsi trūksta kažkokių kertinių elementų, kurie padėtų paaiškinti tokios mažos žvaigždės egzistavimą.
Trečiasis – HESS J1731–347 iš tiesų yra ne neutroninė žvaigždė, o egzotiškesnis objektas, vadinamas keistąja žvaigžde. „Keistoji“ ji ne todėl, kad kuo nors nesuprantama, o todėl, kad jos sudėtyje yra keistųjų kvarkų. Taip vadinama viena iš šešių kvarkų rūšių, daug retesnė už dvi pagrindines – kylančiuosius ir krentančiuosius.
Iš pastarųjų susideda protonai ir neutronai. Keistieji kvarkai turėtų būti bent keliasdešimt kartų masyvesni už kitus du tipus, todėl jų turinti žvaigždė galėtų būti ypatingai kompaktiška. Didelis tankis leistų jai išsilaikyti net ir esant mažesnės masės, nei neutroninės žvaigždės.
Bet kuriuo atveju, atsakymą į klausimą, koks tai objektas iš tiesų, gauti padės detalesni ir ilgesni sistemos stebėjimai. Jei paaiškėtų, kad HESS J1731–347 yra neutroninė žvaigždė, tai ne tik priverstų permąstyti jų formavimosi modelius, bet ir leistų gerokai pagerinti supratimą apie medžiagos savybes ekstremaliomis sąlygomis.
Tyrimo rezultatai publikuojami „Nature Astronomy“.
