«Мы никогда раньше не видели ничего подобного».
Самые экстремальные звезды Вселенной стали еще более неожиданными и загадочными.
Ученые были поражены, когда стали свидетелями того, как «мертвая» нейтронная звезда с одним из самых мощных магнитных полей в космосе неожиданно ожила. Реактивация этой сильномагнитной нейтронной звезды или « магнетара » не соответствует нынешнему пониманию этих экзотических небесных объектов.
Команда сделала открытие о возвращении этого магнетара из мертвых, когда они заметили странные радиосигналы от ближайшего к Земле известного магнетара, XTE J1810-197 , расположенного на расстоянии около 8000 световых лет от Земли, используя Организацию научных и промышленных исследований Австралийского Содружества (CSIRO). ) Радиотелескоп Паркса, Мурриянг.
Известно, что большинство магнетаров излучают поляризованный свет , свет с волнами, ориентированными в одном определенном направлении. Результаты команды показывают, что свет этого магнетара поляризован по кругу и кажется спиралевидным при движении в пространстве. Это не только неожиданно, но и совершенно беспрецедентно.
XTE J1810-197 экстрим даже для магнетара
Магнетары, как и все нейтронные звезды, рождаются, когда умирают массивные звезды . Когда эти звезды исчерпывают свое топливо для ядерного синтеза водорода с гелием в своих ядрах, энергия, которая поддерживала их против внутреннего давления собственной гравитации, отключается.
Когда через миллионы лет перетягивание каната между гравитацией и радиационным давлением заканчивается, внешние слои звезды выбрасываются наружу в результате взрыва сверхновой, в результате чего умирающая звезда теряет подавляющее большинство своей массы.
В результате остается звездное ядро с массой от одного до двух раз больше массы Солнца, коллапсирующее до ширины около 12 миль (20 километров), что примерно соответствует размеру среднего города на Земле. В результате вещество, составляющее нейтронную звезду, настолько плотное, что если бы на Землю была доставлена всего лишь чайная ложка этого вещества, оно бы весило 10 миллионов тонн.
Быстрое коллапс ядра также приводит к тому, что нейтронная звезда значительно увеличивает скорость вращения, подобно тому, как фигурист вытягивает руки, чтобы увеличить вращение, но в гораздо большем масштабе. Это означает, что некоторые недавно образовавшиеся нейтронные звезды могут вращаться со скоростью 700 раз в секунду.
Коллапс этого звездного ядра имеет еще одно последствие. Линии магнитного поля умирающей звезды сжимаются, в результате чего сила магнитного поля усиливается. В результате некоторые нейтронные звезды имеют магнитные поля, которые в квадриллион (1 и 15 нулей) раз мощнее, чем магнитное поле Солнца. Это относит эти нейтронные звезды к отдельной категории — магнетарам.
Обнаружение радиоволновых импульсов от магнетаров невероятно редко, причем XTE J1810-197 является лишь одним из немногих известных магнетаров, производящих их. XTE J1810-197 впервые был замечен излучающим радиоволны в 2003 году , но затем этот магнетар замолчал более чем на десять лет.
Магнетар снова был замечен излучающим радиоволны в 2018 году с помощью 76-метрового телескопа Ловелла Манчестерского университета в обсерватории Джодрелл-Бэнк. За этим последовал Мурриянг, расположенный в стране Вираджури, Австралия, который с тех пор наблюдает XTE J1810-197.
Хотя это наблюдение совершенно неожиданно, у команды есть идея, почему этот магнетар может генерировать такие необычные излучения.
«Наши результаты показывают, что над магнитным полюсом магнетара находится перегретая плазма, которая действует как поляризационный фильтр», — сказал Лоуэр. «Как именно плазма это делает, еще предстоит определить».
64-метровый телескоп Мурриянг оснащен новейшим сверхширокополосным приемником, разработанным инженерами CSIRO, который очень чувствителен к изменениям яркости и поляризации в широком диапазоне радиочастот. Это помогает проводить точные измерения целого ряда небесных объектов, особенно магнетаров.
Исследователи надеются, что продолжающиеся наблюдения XTE J1810-197 с Мурриянгом помогут лучше понять ряд экстремальных, мощных и необычных явлений, связанных с магнитаром, таких как динамика плазмы, всплески рентгеновского и гамма-излучения , а также потенциально быстрые радиовсплески.