Вулканоподобный прорыв мог стать причиной замедления магнетара

Исследование показало, что внезапное замедление вращения магнетара могло быть вызвано вулканоподобным прорывом на поверхности звезды.

Об этом рассказывают в Университете Райса, передают OstanniPodii.com.

В октябре 2020 года быстро вращающийся труп давно умершей звезды, который находится на расстоянии около 30 000 световых лет от Земли, внезапно замедлил вращение. А через несколько дней он резко начал излучать радиоволны.

Благодаря своевременным измерениям с помощью специализированных орбитальных телескопов астрофизик Мэтью Беринг и его коллеги смогли проверить новую теорию о возможной причине редкого замедления, или "антиглюка". Речь идет о SGR 1935+2154, высокомагнитном типе нейтронной звезды, известном как магнетар.

В исследовании, опубликованном в этом месяце в журнале Nature Astronomy, Беринг с соавторами использовали рентгеновские данные, полученные с помощью "Рентгеновского многозеркального аппарата" (XMM-Newton) Европейского космического агентства и аппарата НАСА "Исследователь внутреннего состава нейтронных звезд" (NICER), для анализа вращения магнетара. Они показали, что внезапное замедление вращения могло быть вызвано вулканоподобным прорывом на поверхности звезды, который выбросил в космос "ветер" массивных частиц. Исследование показало, как такой ветер мог изменить магнитное поле звезды, создав условия, способные включить радиоизлучение, которое впоследствии было измерено китайским "Сферическим телескопом с пятисотметровой апертурой" (FAST).

"Ранее предполагали, что нейтронные звезды могут иметь эквивалент вулканов на своей поверхности", - сказал Беринг, профессор физики и астрономии. "Наши результаты показывают, что это может быть именно так, и что в этом случае прорыв, скорее всего, произошел на магнитном полюсе звезды или вблизи него".

SGR 1935+2154 и другие магнетары представляют собой разновидность нейтронных звезд - компактные останки мертвой звезды, коллапсировавшей под действием сильной гравитации. Имея диаметр около десятка километров и плотность как у атомного ядра, магнетары вращаются раз в несколько секунд и имеют самые интенсивные магнитные поля во Вселенной.

Магнетары испускают интенсивное излучение, включая рентгеновские лучи и иногда радиоволны и гамма-лучи. По этому излучению астрономы могут многое рассказать о необычных звездах. Например, подсчитывая импульсы рентгеновского излучения, физики могут рассчитать период вращения магнетара, или время, необходимое для совершения одного полного оборота, который Земля делает за один день. Период вращения магнетаров обычно меняется медленно, десятки тысяч лет делая один оборот в секунду.

Глюки - это резкое увеличение скорости вращения, которое чаще всего вызывается внезапными сдвигами в глубине звезды, сказал Беринг.

"В большинстве случаев период пульсации становится короче, то есть звезда вращается немного быстрее, чем раньше", - сказал он. "Учебник объясняет это тем, что со временем внешние, намагниченные слои звезды замедляются, а внутреннее, ненамагниченное ядро - нет. Это приводит к накоплению напряжения на границе между этими двумя регионами, и глюк сигнализирует о внезапной передаче вращательной энергии от ядра, которое быстрее вращается, к коре, вращающейся медленнее".

Резкие замедления вращения магнетаров происходят очень редко. Астрономы зафиксировали только три таких "антиглюка", включая октябрьское событие 2020 года.

Тогда как глюки можно объяснить изменениями внутри звезды, антиглюки, скорее всего, не могут быть объяснены. Теория Беринга основывается на предположении, что они вызваны изменениями на поверхности звезды и в окружающем пространстве. В новой работе он и его соавторы построили модель вулканического ветра, чтобы объяснить результаты измерений антиглюка в октябре 2020 года.

По словам Беринга, для объяснения замедления вращения в модели используют только стандартную физику, а именно изменение углового момента и сохранение энергии.

"Сильный, массивный ветер частиц, исходящий от звезды в течение нескольких часов, мог бы создать условия для падения периода вращения", - сказал он. "Наши расчеты показали, что такой ветер также способен изменить геометрию магнитного поля за пределами нейтронной звезды".

Прорыв может быть вулканоподобным образованием, потому что "общие свойства рентгеновской пульсации, вероятно, требуют, чтобы ветер был запущен из локализованной области на поверхности", - сказал он.

"Уникальность события октября 2020 года заключается в том, что всего через несколько дней после антиглюка произошел быстрый радиовсплеск от магнетара, а также включение импульсного, эфемерного радиоизлучения вскоре после этого", - сказал он. "Мы видели лишь несколько переходных импульсных радиоизлучений магнетаров, и это первый случай, когда мы наблюдаем включение радиоизлучения магнетара почти одновременно с антиглюком".

По мнению Беринга, такое совпадение во времени позволяет предположить, что антиглюк и радиоизлучение были эвызваны одним и тем же событием, и он надеется, что дополнительные исследования модели вулканизма дадут больше ответов.

"Интерпретация ветра открывает путь к пониманию того, почему включается радиоизлучение", - говорит он. "Это дает новое понимание, которого у нас раньше не было".

! Читайте еще интересные новости о космосе на сайте или следите за ними на Facebook.