Используя радиотелескоп MeerKAT, астрономы из ряда учреждений, включая Манчестерский университет и Институт радиоастрономии Макса Планка в Германии, обнаружили объект на орбите быстро вращающегося миллисекундного пульсара. Он расположен на расстоянии около 40 000 световых лет от нас в плотной группе звезд, известной как шаровое скопление. Используя пульсар, ученые показали, что массивный объект находится в промежутке между 2,2 и 5 солнечными массами. 

Это может стать первым открытием пары радиопульсар-черная дыра. Такое сочетание астрономических объектов, могло бы позволить провести новые проверки общей теории относительности Эйнштейна и открыть двери для изучения черных дыр.

"В любом случае природа спутника интересна, — говорит руководитель британского проекта Бен Стэпперс, профессор астрофизики Манчестерского университета. — Если это система пульсар-черная дыра, то она станет важной целью для проверки теорий гравитации. Тяжелая нейтронная звезда же обеспечит новое понимание ядерной физики при очень высоких плотностях".

Обычно когда нейтронная звезда приобретает слишком большую массу, будь то в результате поглощения или столкновения с другой звездой, она коллапсирует. О том, чем такой объект становятся после, до сих пор ведутся споры. 

Астрономы полагают, что общая масса, необходимая для коллапса нейтронной звезды, в 2,2 раза превышает массу Солнца. Теория, подкрепленная наблюдениями, говорит нам, что легчайшие черные дыры, созданные этими звездами, намного больше. Они примерно в пять раз массивнее Солнца. Какие астрофизические тела и какой природы существуют в промежутке между этими величинами до сих пор не ясно. Их детальное изучение до сих пор оказалось сложной задачей. Обнаружение нового объекта может помочь разгадать эту загадку.

Открытие было сделано во время наблюдения за большим скоплением звезд, известным как NGC 1851, расположенным в южном созвездии Голубя. Оно  представляет собой плотное скопление старых звезд, которые находятся гораздо ближе друг к другу, чем в остальной части Галактики. Благодаря этому они могут взаимодействовать друг с другом, нарушая орбиты и в самых крайних случаях сталкиваясь.

Астрономы, входящие в международное объединение Transients and Pulsars with MeerKAT (TRAPUM), полагают, что именно одно из таких столкновений между двумя нейтронными звездами, как предполагается, привело к созданию массивного объекта, который сейчас вращается вокруг радиопульсара.

Хотя команда не может с уверенностью сказать, открыли ли они самую массивную из известных нейтронных звезд, самую легкую из известных черных дыр или даже какой-то новый экзотический вариант звезды, несомненно то, что они обнаружили уникальную площадку для исследования свойств материи в самых экстремальных условиях во Вселенной.

Результаты опубликованы в журнале Science.