Новости науки 22.04.02.Комментарий к сообщениям об открытии кварковой
звезды
На днях многие СМИ (CNN, BBC, ОРТ, НТВ) и Интернет обошло сообщение
об открытии кварковой звезды. Слово "кварк" известно широкой публике,
поэтому получилась неплохая сенсация. В соответствии с журналистской
практикой, все вопросительные знаки, сомнения и альтернативы, содержащиеся
в оригинальных работах были опущены. Попробуем кратко сформулировать
суть в том виде, как это следует из оригинальных работ: Сделаны
измерения рентгеновского спектра ранее известной нейтронной звезды
и оценки расстояния до нее. Исходя из оценок температуры, светимости
и расстояния до объекта, следует, что его радиус не более 8 километров,
в то время, как нейтронная звезда, согласно существующим теоретическим
оценкам уравнения состояния вещества при огромных давлениях и плотностях,
не может иметь радиус меньше 10 км. Меньший радиус возможен, если
внутренности нейтронной звезды переходят в кварковое состояние,
т.е. нейтроны объединяются в газ кварков и глюонов. Однако, заключение
о радиусе объекта пока вызывает вопросы.
В последние годы найдено 6 объектов, интерпретируемых как изолированные
нейтронные звезды (ИНЗ), не являющиеся пульсарами. Прелесть этих
объектов (довольно трудных для наблюдения) в том, то можно непосредственно
измерить тепловой спектр, излучаемый поверхностью нейтронной звезды
и определить температуру. Объект, о котором идет речь, является
самой яркой и по-видимому самой близкой ИНЗ. Первая попытка измерения
паралакса (который дает расстояние до объекта) сделанная с помощью
"Хаббла" (Walter F.M., 2001, ApJ, 549, 433) дала расстояние около
60 парсек и уже тогда возникла обсуждаемая проблема. При известных
температуре и светимости выводимый радиус нейтронной звезды пропорционален
расстоянию до нее. Из оценок вытекала зависимость R ~ 0.11 km *
d, где d - расстояние в парсеках, т.е. получалось R ~ 7 км, что
меньше допустимого радиуса для нейтронной звезды.
Затем вышла работа в которой паралакс был оценен заново на основе
тех же данных "Хаббла" (Kaplan D.L., van Kerkwlik M.H., Anderson
J, astro-ph/0111174) (см. http://xxx.itep.ru). Эти авторы получили
вдвое меньший паралакс, соответствующий расстоянию порядка 140 парсек.
Тогда радиус объекта оказывается типичным для нейтронной звезды
- 12 - 16 км и проблема снимается. Столь разительное расхождение
было охарактеризовано авторами этой работы как "загадочное", хотя
были отмечены некоторые недостатки методики предыдущей работы. У
второй из двух противоречащих друг-другу работ больше шансов оказаться
правильной, хотя бы по тому, что авторы второй вынуждены тщательней
проверять результаты.
Та самая изолированная нейтронная, а может быть кварковая звезда
на снимке самого крупного наземного телескопа
И вот, 9 апреля вышел е-принт astro-ph/0204159, J.Drake et al.,
где радиус ИНЗ снова оказывается слишком маленьким - от 3.8 до 8.2
км, но уже при расстоянии 140 пс. Объект снова попал в кандидаты
в кварковые звезды, что на сей раз вызвало резонанс в СМИ.
Оценка зависимости радиуса от растояния, полученная в последней
работе, R ~ 0.042 km * d, более чем в два раза отличается от предыдущей.
Откуда взялась такая разительная разница? Авторы последней работы
обработали спектры полученные рентгеновской космической обсерваторией
"Чандра", данные которой намного лучше предшествующих. Однако, отличие
возникает не из-за разных данных, а из-за разных моделей, использованных
при подгонке спектра. У нейтронной звезды есть еще и атмосфера,
и она влияет на спектр звезды. По утверждению Драке и др., предыдущие
оценки, сделанные в предположении об атмосфере, в которой доминируют
тяжелые элементы (в астрофизике термин "тяжелые элементы" относится
ко всему тяжелее гелия), занижают температуру. Их оценки сделаны
в предположении о чисто водородной атмосфере. Доводом за чисто водородную
атмосферу является отсутствие особенностей в спектре (правда, спектральные
особенности там есть, но всем им приписывается инструментальное
происхождение). Однако, четкого количественного объяснения различий
не дано и возникают вопросы. Как разные атмосферы могут давать столь
разные результаты? Разница в оценках температуры не столь велика:
50 эВ, 55 эВ в предшествующих работах и 61 эв в последней работе
- этого недостаточно для такой разницы в оценке радиуса. На этот
счет в работе нет никаких комментариев, без которых статья не выглядит
убедительной.
Из сказанного следует, что до определеннсти еще далеко. Можно
предположить, что вскоре появятся новые работы других авторов на
эту тему, и вряд-ли стоит ожидать немедленного консенсуса. В России
есть несколько специалистов, которые могли бы дать более квалифицированный
комментарий, и мы попробуем получить таковые. Проблема несомненно
является одной из интереснейших и важнейших. Существование кварковых
звезд вполне возможно и данная нейтронная звезда, несмотря на высказанные
здесь сомнения, продолжает оставаться первым кандидатом на эту роль.
Почему резонанс в прессе возник именно сейчас, хотя раньше, когда
была получена заниженная оценка расстояния, повод для сенсации,
казалось, был весомей? Скорее всего случайно. Какой-то научно-популярный
сайт (возможно Astronomical Picture of the Day) выставил картинку
с осторожным комментарием. Журналисты, которым тоже известно слово
"кварк", подхватили это и преподнесли уже как сенсацию. Подобное
случается с удручающей регулярностью.
|