 |
  | |||||
 |  | |||||
| Магнетары – плотные остатки потухших звезд, которые спорадически (нерегулярно) генерируют всплески излучения высокой энергии, – являются одними из самых экстремальных объектов, известных во Вселенной. Большая кампания с использованием рентгеновской обсерватории НАСА «Чандра» и некоторых других спутников демонстрирует, что магнетары могут быть значительно более «разноликими» – и распространенными – чем предполагалось ранее... | ||||||
Когда у массивной звезды истощаются запасы ядерного топлива, ее ядро коллапсирует с образованием нейтронной звезды, сверхплотного объекта, составляющего примерно 10 - 15 миль в поперечнике. Энергия гравитационного поля, высвобождаемая в этом процессе, сдувает внешние оболочки при взрыве сверхновой, после чего остается нейтронная звезда.
Большинство нейтронных звезд вращается быстро–несколько оборотов в секунду–однако, для небольшой части нейтронных звезд характерна относительно медленная скорость вращения - примерно один оборот за несколько секунд, одновременно происходит спорадическое генерирование мощных потоков рентгеновского излучения. Поскольку единственно возможным источником энергии, испускаемой в виде таких всплесков излучения, является энергия магнитного поля звезды, эти объекты носят название «магнетары».
Большая часть магнетаров обладает чрезвычайно сильным поверхностным магнитным полем, напряженность которого в десятки и тысячи раз превышает напряженность магнитного поля обычной нейтронной звезды. Новые наблюдения демонстрируют, что магнетар, известный под названием SGR 0418+5729 (обозначенный для краткости SGR 0418),не вписывается в данную модель поведения. Его приповерхностное магнитное поле аналогично тому, которое характерно для типичных представителей нейтронных звезд.
«Мы обнаружили, что объектSGR 0418 обладает значительно более слабым приповерхностным магнитным полем, чем любой другой магнетар», – сообщаетНандаРи (NandaRea) из Института космических наук в Барселоне, Испания. «Это открытие имеет большое значение для формирования наших представлений об эволюции нейтронных звезд, а также для нашего понимания взрывов сверхновых».
Исследователи наблюдали за объектом SGR 0418 более трех лет, используя рентгеновскую обсерваторию «Чандра», спутник ЕКА(Европейского космического агентства) для рентгеновских исследований с помощью многоэлементных зеркал «XMM-Newton», а также спутники НАСА «Свифт»и орбитальную обсерваторию«RXTE». Они сумели произвести точную оценку напряженности внешнего магнитного поля, регистрируя изменения скорости вращения объекта во время всплесков рентгеновского излучения. Эти всплески, по-видимому, обусловлены разрывами коры нейтронной звезды, спровоцированными нарастанием внутренних напряжений в относительно сильном напряженном магнитном поле, «затаившемся» непосредственно под поверхностью.
«Такое слабое приповерхностное магнитное поле позволяет отнести данный объект к самым большим аномалиям среди аномалий»,– добавляет соавтор Джанлука Израэль (GianLuca Israel) из Национального института астрофизики в Риме. «Магнетар отличается от обычных нейтронных звезд, а объект SGR 0418 так же сильно отличается от других магнетаров».
Моделируя эволюцию охлаждения нейтронной звезды и ее коры, а также постепенное ослабление магнитного поля звезды, исследователи рассчитали, что возраст объекта SGR 0418 составляет примерно 550000 лет. Это позволяет отнести объект SGR 0418 к значительно более древним магнетарам в сравнении с большинством других известных магнетаров и увеличивает время жизни объекта, на протяжении которого вполне могло произойти ослабление напряженности магнитного поля на поверхности магнетара. Поскольку происходило ослабление коры, а внутреннее магнитное поле оставалось относительно сильным, всплески излучения вполне могли иметь место.
Случай с объектом SGR 0418 может говорить о том, что существует много магнетаров более древнего возраста, у которых сильное магнитное полеспрятано под поверхностью, на основании чего можно предположить, что «показатель рождаемости» таких магнетаров, в действительности, в пять-десять раз выше, чем ранее предполагалось.
«По нашему мнению, в соответствии с моделью, составленной нами для объекта SGR 0418, примерно раз в год в каждой галактике спокойная нейтронная звезда «приходит в состояние неистовства, разражаясь всплеском эмоций», генерируя подобно магнетарам всплески высокоэнергичного излучения»,–говорит Джозе Понс (Josè Pons) из Университета Аликанте, Испания. «Мы надеемся найти намного больше таких объектов».
Другое заключение, которое можно сделать на основе такой модели, состоит в том, что магнитное поле на поверхности объекта SGR 0418 уже было достаточно сильным на момент его рождения полмиллиона лет тому назад. Этот факт в сочетании с предположительно многочисленной популяцией подобных объектов может означать, что массивные звезды – прародительницы магнетаров уже обладали сильными магнитными полями, или эти поля возникли в результате быстрого вращения нейтронных звезд при коллапсе ядра, который является неотъемлемой частью процесса взрыва сверхновой.
Если большое количество нейтронных звезд рождается с сильным магнитным полем, тогда значительная часть гамма-всплесков могла быть обусловлена скорее образованием магнетаров, чем черных дыр. При этом вклад процесса рождения магнетаров в сигналы гравитационных волн–пульсации пространственно-временного континуума – возможно, гораздо более существенный, чем ранее предполагалось.
Гипотеза о том, что, возможно, на поверхности объекта SGR 0418 относительно слабое магнитное поле, была впервые обнародована в 2010 году группой ученых, в которую входили некоторые из участников данного исследования. Впрочем, ученые на тот момент времени были в состоянии определить только верхний предел напряженности магнитного поля, а не реальную его величину, поскольку было собрано еще недостаточно данных.
Объект SGR 0418 расположен в Галактике Млечный Путь на расстоянии приблизительно 6500 световых лет от Земли. Полученные новые результаты об объекте SGR 0418 выложены в «онлайн»-версии в Интернете и будут опубликованы в выпуске Astrophysical Journal (Астрофизический журнал) от 10 июня, 2013 года. Центр космических полетов имени Маршалла, НАСА, в Хантсвилле, штат Алабама, руководит программой «Чандра» от имени Управления научных программ НАСА, Вашингтон. Смитсоновская астрофизическая обсерватория управляет полетом и руководит научными исследованиями в рамках программы «Чандра» из Кембриджа, штат Массачусетс.
Источник:
Свежие комментарии