Выдвинута новая теория образования магнетаров

Исследователи из Университета Париж Дидро и Института астрофизики общества Макса Планка разработали новую компьютерную модель, которая может объяснить появление мощных магнитных полей у магнетаров — одного из видов нейтронных звезд. Соответствующая статья опубликована в журнале Science Advances.

Нейтронные звезды — это компактные объекты, масса которых варьируется от одной до двух солнечных, а радиус составляет в среднем 11 километров. Среди них выделяют магнетары — звезды с сильнейшими магнитными полями и высокой интенсивностью рентгеновского и гамма-излучений. Энергия, связанная с эти всплесками интенсивного излучения, вероятно, вызвана действием магнитных полей. Таким образом, у таких звезд вращение должно замедляться быстрее, чем у других нейтронных звезд из-за магнитного поля. Этот факт уже был подтвержден астрофизиками в ходе наблюдений.

Магнитное поле в тысячу раз более сильное, чем у типичных нейтронных звезд. И хотя достоверно ясно, что вокруг этих объектов действительно существуют такие поля, ученым до сих пор непонятно их происхождение. Одна из теорий предполагает, что поля достаются магнетарам от звезд-предшественников, которые превратились в них, сбросив внешние оболочки. Но проблема этой точки зрения заключается в том, что ядра «живых» звезд с такими полями будут вращаться очень медленно, а значит, и полученные в результате их коллапса магнетары не смогут иметь высокой скорости вращения.

В новой работе физики предложили альтернативный механизм эволюции магнетаров, который предполагает появление магнитных полей на этапе формирования самой нейтронной звезды. По гипотезе астрономов, в первые несколько секунд после коллапса звездного ядра новорожденная горячая нейтронная звезда остывает, испуская нейтрино.

Это охлаждение вызывает сильные внутренние конвективные потоки массы. Такие бурные потоки звездного вещества могут привести к усилению любого ранее существовавшего слабого магнитного поля. Этот механизм усиления поля, известный как динамический эффект, действует, например, в жидком железном ядре Земли или в конвективной оболочке Солнца.

Чтобы проверить свою точку зрения, команда ученых использовала суперкомпьютер для моделирования конвекции в новорожденной очень горячей и быстро вращающейся нейтронной звезде. Применив параметры нового механизма эволюции нейтронных звезд, ученые обнаружили, что слабые изначальные магнитные поля могут усилиться вплоть до 10¹⁶ Гс при сохранении высокой скорости вращения вокруг собственной оси.

Результаты этой работы не только проливают свет на формирование галактических магнетаров, но и открывают новые возможности для понимания наиболее мощных и ярких взрывов массивных звезд. Например, сверхмощные сверхновые испускают в сотни раз больше света, чем обычные звезды этого типа, в то время как другие, называемые гиперновыми, имеют кинетическую энергию в десять раз больше среднего и иногда сопровождаются гамма-всплесками, которые сегодня вызывают большой интерес среди астрономов.

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.