Виктория Каспи из Университета Макгилла (Канада) представила открытый по результатам наблюдений на радиотелескопе Грин-Бэнк пульсар J0348+0432. Доклад сделан на Гарвард-Смитсоновской конференции по теоретической астрофизике, проходящей в Кембридже (Массачусетс, США).

Нейтронная звезда в пульсаре J0348+0432 совершает оборот за 39 мс. (Иллюстрация Chris Butler / Science Photo Library.)

Масса новооткрытой нейтронной звезды составляет 2,04 солнечной, диаметр — 20–24 км, период вращения — 39 мс. Предыдущий «рекордсмен», PSR J1614-2230, весил всего 1,97 массы Солнца. Различие кажется небольшим, но оно очень важно. И вот почему.

По современным представлениям, предел Оппенгеймера — Волкова, при превышении которого нейтронная звезда неизбежно коллапсирует в чёрную дыру, с трудом поддаётся установлению из-за отсутствия знаний об уравнении состояний в недрах пульсаров. Тем не менее большинство современных оценок лежит в диапазоне 1,5–3 масс Солнца. Всё, что тяжелее, должно превращаться чёрную дыру. Однако даже если такого превращения не происходит, нейтронная звезда, которой является пульсар, по мере вырождения материи должна испытывать превращение в кварковую звезду. Но, судя по диаметру J0348+0432, она слишком велика для кварковой, которая должна быть в несколько раз меньше. Следовательно, перед нами необычный объект — самая тяжёлая из нейтронных звёзд, которая существенно подвинула вверх предел Опенгеймера — Волкова. Вместе с тем она не является кварковой, что ставит под вопрос саму возможность существования последних.

Вокруг этой нейтронной звезды, диаметром всего в 20–24 км, вращается белый карлик массой в 0,197 солнечной и размерами с нашу Землю при примерно в миллион раз большей плотности. Согласно общей теории относительности, два столь плотных и близких тела должны интенсивно генерировать гравитационные волны, поиск которых уже давно стал одной из главных задач современной науки. По словам г-жи Каспи, именно столь массивный пульсар может дать нам возможность в обозримом будущем обнаружить-таки гравитационные волны. Что, в свою очередь, явится одним из наиболее значимых подтверждений состоятельности ОТО.

На этой же паре нейтронная звезда — белый карлик можно с высокой достоверностью проверить и некоторые альтернативные теории гравитации — например MOND. По мнению Виктории Каспи, если альтернативные теории гравитации верны, то в паре с плотной и тяжёлой нейтронной звездой и более лёгким и менее плотным белым карликом, вращающимися друг вокруг друга на огромных скоростях, должны наблюдаться эффекты отклонения их вращения от чисто гравитационного сценария ОТО, то есть расстояние между белым карликом и его нейтронной напарницей должно быстро уменьшаться — настолько быстро, что астрономы смогут заметить это за считанные годы наблюдений. Если это так, то MOND подтвердится, в противном случае жизнеспособность этой теории будет как минимум поставлена под сомнение.

Впрочем, от подобных находок может не поздоровиться и ОТО. «Если следующий рекордсмен [среди нейтронных звёзд] окажется существенно тяжелее двух солнечных масс, тогда нам придётся начинать с чистого листа... возможно, внося модификации в ОТО», — отметил на конференции Ферал Озель из Университета Аризоны в Тусоне (США).

Подготовлено по материалам NewScientist.