Астрономия

Выдвинута новая теория образования магнетаров

Kanijoman/Flickr

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.