Нейтронные звезды, представляющие собой сверхплотные остатки массивных светил после взрывов сверхновых, остаются одной из самых трудноизучаемых групп объектов в Млечном Пути. Эти тела сочетают в себе массу, превышающую солнечную, с диаметром, сопоставимым с размерами крупного города. По оценкам астрономов, в нашей Галактике могут находиться десятки или даже сотни миллионов таких объектов, однако на сегодняшний день обнаружено лишь около трех тысяч. Большинство из них остаются невидимыми для современных приборов, так как не испускают радиоволн и не обладают интенсивным рентгеновским излучением.
Новое исследование, результаты которого опубликованы в журнале Astronomy and Astrophysics, показывает, что строящийся космический телескоп NASA имени Нэнси Грейс Роман способен выявить популяцию этих изолированных объектов. Ученые из Гейдельбергского университета и Ливерморской национальной лаборатории имени Лоуренса применили методы компьютерного моделирования, чтобы спрогнозировать возможности будущей миссии. Согласно их выводам, обсерватория сможет зафиксировать десятки нейтронных звезд с помощью гравитационного микролинзирования.
Этот эффект возникает, когда массивный объект проходит на фоне более далекой звезды. Гравитация переднего плана искривляет и усиливает свет фонового светила, из-за чего оно временно становится ярче и визуально смещается на небесной сфере. В отличие от существующих инструментов, аппарат Roman сможет одновременно фиксировать как изменение яркости, так и крайне малые отклонения в положении звезды. Сочетание этих данных позволяет напрямую вычислить массу объекта, ставшего линзой, что ранее было практически невозможно для одиночных нейтронных звезд.
Возможность прямого измерения массы имеет критическое значение для понимания эволюции звезд и свойств материи при экстремальной плотности. Полученные данные помогут исследователям определить, существует ли в действительности разрыв масс между самыми тяжелыми нейтронными звездами и наиболее легкими черными дырами. Кроме того, наблюдения позволят оценить силу импульса, который звезды получают в момент взрыва сверхновой – это событие способно придать им скорость в сотни километров в секунду.
До настоящего времени массу нейтронных звезд определялась преимущественно в двойных системах, где объекты связаны взаимным притяжением. Изучение изолированных тел даст ученым более полное представление о распределении материи в Галактике. Миссия Roman, в задачи которой изначально входил поиск экзопланет, теперь рассматривается как инструмент для масштабной переписи скрытых объектов – от блуждающих планет до черных дыр звездных масс.
