В конце своей эволюции у звезды есть несколько возможных вариантов «метаморфоз». Звезды с небольшой массой, как наше Солнце, сбрасывают внешние слои и превращаются в белые карлики. Если масса светила больше, у него есть несколько вариантов развития после своего коллапса: стать черной дырой или нейтронной звездой. Черная дыра — это тело с настолько высоким гравитационным притяжением, что попавший в нее свет не может выйти наружу.
Нейтронная звезда тоже обладает высокой силой притяжения, но имеет несколько другую природу. Этот объект имеет высокую плотность благодаря тому, что его ядро состоит из нейтронов — нейтрально заряженных частиц, которые не отталкиваются друг от друга. За счет этого пустое пространство между частицами сокращается в несколько раз. Поэтому диаметр таких звезд не превышает 30 километров, тогда как наше Солнце имеет в поперечнике почти 1,4 миллиона километров. При этом масса нейтронных звезд сопоставима с солнечной, а иногда даже превышает ее.
В новом исследовании астрономов из Университета Западной Вирджинии сообщается об обнаружении пульсара под названием J0740+6620. Он находится на расстоянии в 4600 световых лет от Земли. Согласно измерениям ученых, эта нейтронная звезда имеет диаметр около 20-30 километров, а массу — 2,17 масс Солнца. По словам ученых, обнаружение этого объекта отодвигает границу, после которой тело из нейтронной звезды становится черной дырой.
Массу пульсара ученые измеряли с помощью явления, известного как «задержка Шапиро». Оно заключается в том, что гравитация от звезды-компаньона пульсара искривляет окружающее ее пространство в соответствии с общей теорией относительности Эйнштейна. Это заставляет импульсы от нейтронной звезды двигаться немного дольше, поскольку они путешествуют через искаженное пространство-время вокруг белого карлика. Эта задержка позволяет вычислить массу белого карлика, что в свою очередь обеспечивает измерение массы нейтронной звезды.