Рентген позволяет исследовать гравитационное поле нейтронной звезды

13 июня 2002 г.

Благодаря данным, полученным рентгеновской обсерваторией НАСА "Чандра", астрономы сумели обнаружить характерные особенности спектра излучения нейтронной звезды, которые могут стать первым свидетельством воздействия гравитационного поля звезды на ее излучение.

Исследовательская группа под руководством американского физика Джорджа Павлова (George Pavlov) из Пенсильванского университета исследовала нейтронную звезду 1E 1207.4-5209, расположенную в центральной части остатка сверхновой на расстоянии 7000 световых лет от Земли.

Группа Павлова обнаружила два провала в спектре рентгеновского излучения, испускаемого звездой. Если подтвердится предположение исследователей о том, что они связаны с поглощением рентгеновских лучей в непосредственной близости от звезды ионами гелия, которые находятся в мощном магнитном поле - окажется, что сверхмощное гравитационное поле нейтронной звезды уменьшает энергию лучей, покидающих ее поверхность.

"Подобная интерпретация согласуется с полученными данными, - утверждает г-н Павлов, - однако к тому же самому эффекту могут привести и масса иных факторов. Требуется проведение высокоточных измерений, желательно с помощью спектрометра обсерватории "Чандра". Эти провалы в спектре излучения, которые мы связываем с его поглощением, могут оказаться первым свидетельством воздействия гравитации на излучении вблизи поверхности изолированной нейтронной звезды. Особенную важность этому факту придает то обстоятельство, что это позволит ограничить перечень возможных типов материи, из которой состоит звезда".

Нейтронные звезды образуются при коллапсе ядер массивных звезд, происходящем после выработки ими "горючего". При этом сама звезда взрывается как сверхновая, а ее коллапсировавшее ядро сжимается, превращаясь в горячую звезду диаметром всего лишь в пару десятков километров, окруженную тонкой водородной атмосферой, возможно, содержащей также тяжелые ионы. Ее гравитационное поле примерно в 100 миллиардов сильнее земного.

Плотность ее вещества такова, что чайная ложка вещества звезды весила бы больше миллиарда тонн. Нейтронные звезды интенсивно изучаются уже больше трех десятков лет, однако их истинная природа по-прежнему покрыта мраком. Неизвестно даже, действительно ли они состоят из нейтронов, а не из пионов или каонов, или даже из свободных кварков. Чтобы ограничить число гипотез, следовало бы измерить гравитационное поле такой звезды. Это можно сделать, изучая его воздействие на рентгеновские лучи, излучаемые в непосредственной близости от поверхности звезды. В соответствии с общей теорией относительности притяжение фотонов гравитационным полем звезды проявится в уменьшении их энергии, то есть в увеличении длины волны, которая будет зарегистрирована удаленным наблюдателем. Измерения обусловленного гравитацией красного смещения позволят определить отношение массы звезды к ее радиусу, и тем самым проверить различные теории строения нейтронных звезд.

Группа Павлова предложила несколько возможных объяснений обнаруженного эффекта. Его интенсивность и спектральные характеристики делают маловероятным, например, поглощение рентгеновских лучей в межзвездном пространстве. Наиболее вероятное объяснение, по мнению ученых - это поглощение излучения ионами гелия в сильнейшем магнитном поле, в десятки триллионов раз превышающем земное. В этом случае гравитационное красное смещение уменьшит энергию рентгеновских лучей как раз на 17%.

Другие новости за 13 июня 2002 г.

"Черный ящик" для искусственного спутника Земли

"Марсианский разведчик" полетит на ракете Atlas 3

На Землю еще не вернулись, но рекорд США уже есть

Астронавты Endeavour совершили второй выход в открытый космос

Японское планетное общество собирает автографы для отправки на астероид

Получены изображения малоизученного излучения Солнца

Рентген позволяет исследовать гравитационное поле нейтронной звезды