35% скорости света: как нейтронные звезды повлияли на зарождение жизни?

Международной группе астрономов впервые в истории удалось измерить скорость быстродвижущихся потоков вещества, выбрасываемых в космическое пространство. Эти мощные струи, разгоняемые сверхплотными нейтронными звездами, играют ключевую роль в процессе формирования новых звезд и распространения элементов, необходимых для зарождения жизни.

Ученые сравнивают нейтронные звезды со своеобразными «космическими пушками», которые выстреливают вещество с невероятной скоростью, превышающей одну треть скорости света. Зарегистрировать такую головокружительную мощность ученым удалось благодаря уникальному эксперименту с использованием вспышек неконтролируемых термоядерных реакций на поверхности светил.

«Нейтронные звезды обладают колоссальным гравитационным притяжением, которое позволяет им поглощать газ из окружающей среды, — поясняет соавтор исследования Якоб ван ден Эйнден из Уорикского университета в Великобритании. — Материал, преимущественно водород от соседнего светила, вращается вокруг нейтронной звезды и постепенно оседает на ее поверхности подобно снегу. Под воздействием гравитации он сжимается до критической плотности, а затем происходит неконтролируемая термоядерная вспышка, которая разгоняет потоки энергии до сверхвысоких скоростей».

Измерить параметры ученым удалось, сопоставив данные рентгеновских и радиосигналов, полученных с помощью австралийского радиотелескопа ATCA и спутника Европейского космического агентства Интеграл.

«Это был идеальный эксперимент для наших целей, — отмечает соавтор Томас Рассел из Национального института астрофизики в Палермо, Италия. — Мы смогли зафиксировать, как дополнительный импульс вещества распространялся по струям, и отслеживать его движение, что позволило определить их реальную скорость».

За три дня непрерывных наблюдений астрономы зарегистрировали 10 мощных термоядерных вспышек на поверхности нейтронной звезды. Вычисления показали, что выброшенные потоки разгонялись до скорости 114 000 километров в секунду — от 35 до 40 процентов скорости света.

«Это первый случай в истории науки, когда ученым удалось воочию проследить, как газ разгоняется до столь экстремальных скоростей», — подчеркивает соавтор Натали Дегенаар из Амстердамского университета в Нидерландах.

Ранее исследователи полагали, что термоядерные вспышки будут разрушать область выброса энергии. Однако новые данные показали обратное — вспышки, напротив, служили мощным «топливом».

Ученые считают, что помимо термоядерных реакций, ключевую роль в разгоне материи играют масса и скорость вращения звезд и черных дыр. Проведенное исследование станет отправной точкой для дальнейшего изучения этого феномена.

Похожие струйные выбросы также происходят при взрывах сверхновых и мощных гамма-всплесках во Вселенной. Благодаря новым результатам ученые получат более глубокое понимание фундаментальных процессов зарождения звезд.