Наблюдения звездотрясений подтвердили природу магнитаров

Некоторые нейтронные звезды обладают столь мощными магнитными полями, что могут разрывать ими сами себя, обнажая внутренности. Подтверждением этого предположения служит новое исследование турецких и американских астрофизиков.
Наблюдения звездотрясений подтвердили природу магнитаров
Нейтронная звезда - это сверхплотный остаток массивной звезды, взорвавшейся в виде сверхновой. Считается, что нейтронная звезда состоит в основном из нейтронов (с небольшой примесью других субатомных частиц плюс более привычная нам металлическая кора, "плавающая" поверх всего этого безобразия). Плотность вещества, из которого состоят нейтронные звезды, столь велика, что чайная ложка его на Земле весила бы около полумиллиарда тонн.

Сразу же после своего рождения нейтронные звезды, как правило, вращаются очень быстро: действует закон сохранения углового момента, и испытывающая коллапс (сжимающаяся) звезда раскручивается подобно фигуристке, прижимающей руки к туловищу. Однако вращение некоторых нейтронных звезд может вскоре аномально быстро замедлиться.

Предполагается, что такие объекты обладают чрезвычайно мощными магнитными полями, которые и позволяют им интенсивно терять угловой момент за счет мощного электромагнитного излучения. Этот тип нейтронных звезд называют магнитарами (magnetar), они относительно редки, и к настоящему времени во всей нашей Галактике удалось отыскать чуть больше десятка кандидатов в магнитары. Магнитары рождаются из звезд, по крайней мере в 8 раз превосходящих по массе наше Солнце, и при массе, сопоставимой с массой нашего светила, имеют диаметр всего 15 километров.

Чтобы доказать, что такие нейтронные звезды замедляются именно благодаря своим сверхмощным магнитным полям, а не по каким-либо иным причинам (например, это может происходить еще и за счет истечения в космос заряженных частиц), группа Толга Гювера (Tolga Güver) из Стамбульского университета, изучила данные по "звездотрясению", которое в 2003 году перенес кандидат в магнитары XTE J1810-197, находящийся в 10 тысячах световых лет от Земли в созвездии Стрельца, и провела соответствующее моделирование.

XTE J1810-197 - это вообще довольно уникальный объект, способный на такие фокусы, которых ни у какого другого объекта больше не наблюдалось. Так, он регулярно испускает мощные радиоимпульсы точно так же, как и любой "порядочный" радиопульсар, у которого собственное магнитное поле несравненно слабее.

Обычный же магнитар был бы виден лишь в рентгеновском диапазоне и только иногда мог бы проявлять себя как очень слабый источник в оптике и инфракрасных лучах. Открыт XTE J1810-197 в 2003 году рентгеновской обсерваторией RXTE (Rossi X-ray Timing Explorer, NASA) в качестве первого транзиентного (вспышечного) аномального рентгеновского пульсара - вращающейся одиночной нейтронной звезды.

Аномальные рентгеновские пульсары, АРП (Anomalous X-ray Pulsars - AXPs) выделены в отдельный класс в середине 1990-х гг. по ряду характерных признаков - у них близкие периоды пульсаций (порядка 10 секунд), которые неизменно увеличиваются (вращение нейтронной звезды все время замедляется) и при этом не удается зарегистрировать оптического излучения компаньона (т. е. АРП - это не двойные системы, как прочие рентгеновские пульсары, а одиночные нейтронные звезды).

В ходе нового исследования выяснилось, что магнитное поле объекта XTE J1810-197 мощнее земного в 600 триллионов раз, - детальный спектральный анализ и последующее моделирование дало значение напряженности магнитного поля B = (2,72±0,03)x1014 гауссов, что очень близко к значению, выводимому из скорости вращения источника, причем в ходе наблюдений это значение оставалось почти неизменным (если начало вспышки могло соответствовать каким-либо изменениям в магнитосфере нейтронной звезды, то за месяц, протекший между пиком вспышки и первым наблюдением "Ньютона", объект успел перейти в более стабильное состояние).

"Это первое независимое подтверждение того факта, что кандидат в магнитары действительно является магнитаром, - заявила член группы Ферьял Озел (Feryal Özel) из американского Аризонского университета (University of Arizona) в Тусоне. - Эти объекты обладают самыми мощными магнитными полями в нашей Вселенной".

Измерения проводились с помощью ряда приборов, установленных на космической рентгеновской обсерватории "Ньютон" (XMM-Newton) Европейского космического агентства (ESA). Всего было проведено семь наблюдений между 9 августа 2003 г. и 12 марта 2006 г. Анализируя спектр рентгеновских лучей от вспышки 2003 года и последовавших за ней событий, группа Гювера выявила наличие горячего пятна (hotspot) поперечником около 4 километров на поверхности (в верхней коре) нейтронной звезды.

Это пятно в ходе вспышки было нагрето приблизительно до 5 миллионов градусов, а затем постепенно охлаждалось. Подобное событие хорошо согласуется с теорией звездотрясений, которая объясняет испускание огромных количеств энергии и нагрев окружающего пространства (ионизированной атмосферы) за счет растрескивания коры нейтронной звезды.

Такая теория звездотрясений, объясняющих поведение магнитаров, была создана в 1992 году канадцем Кристофером Томпсоном (Christopher Thompson) и американцем Робертом Дунканом (Robert Duncan). Эти теоретики связали вспышечную активность магнитаров с пересоединением магнитных силовых линий в их магнитосфере (так это рассматривалось первоначально) или внешней твердой коре, плавающей поверх сверхтекучего "слитка".

Предполагается, что во внешних слоях нейтронных звезд нейтроны и протоны могут образовывать "нормальные" атомы (в квазизвездном центре они друг к другу прижаты чудовищным давлением столь радикально, что происходит "обобществление" электронных оболочек и ядер).

Сверхмощное магнитное поле корежит (вытягивает) эти атомы на поверхности так, что они образуют своеобразные квазиполимерные нити, переплетающиеся друг с другом и образующие нечто вроде ковра, покрывающего всю поверхность магнитара (говорят также о пронизывающем эту субстанцию едином релятивистском фермиевском море электронов, ну а глубже "вздувшиеся" от нейтронов ядра образуют "ядерные спагетти" и "ядерную лазанью" - nuclear spaghetti and lasagna, - застывающую плотными ветвями и плитами). Возможно, именно спорадическая перестройка фрагментов с пересоединением "прицепленных" к ним магнитных силовых линий (как в плазме во время вспышек на Солнце) и приводит к мощным выбросам излучения.

Жюль Альперн (Jules Halpern) из американского Колумбийского университета в Нью-Йорке (Columbia University) считает, что исследования таких вспышек могут в будущем дать ответ на вопрос, почему век магнитара столь короток. Ведь все известные магнитары очень молоды - как правило, им нет и 10 тысяч лет.

Скорее всего, после недолгого и бурного периода существования в роли магнитара, после ряда мощных вспышек и ослабления магнитного поля, такая разновидность нейтронных звезд просто превращается в обычные радиопульсары или иные нейтронные звезды более распространенных типов.

   
автор: Максим Борисов
Кроме того...
T
...
Собаки, глисты и каблуки: самые безумные открытия ученых
Собаки вызывают рак груди, орехи лечат зубную...
Рыбы Дьявольской дыры исчезают в Долине смерти
Её называют самой редкой рыбой в мире. Самой-самой. Оно и понятно — осталось лишь 38 (!) таких. Это уже не...
  • Текущие обсуждения статей
Бионическая рука-протез
Телепортация - фантастика или реальность?
Ученые вывели формулу удачи
Смех не лечит раковых больных
Приливы и отливы вызывают сейсмические колебания
Нью-Йорк и Лос-Анджелес уйдут под воду к 2015-му году
Посмотреть весь форум

  • поиск статей на сайте
Введите фразу, слово или часть слова
Темы этого номера
Создана математическая модель поведения нервных клеток
Создана математическая модель поведения нервных клеток Создана математическая модель поведения нервных клеток
Международная группа исследователей разработала математическую модель, способную предсказывать поведение живых нервных клеток
Новая система уборки снега из Японии
Новая система уборки снега из Японии Новая система уборки снега из Японии
Специалисты из японского исследовательского центра технологий снегоуборки (Snow Management and Construction Technology Research Center of Fukui)
Наших предков найдет компьютер
Наших предков найдет компьютер Наших предков найдет компьютер
Разработана программа, способная не просто выяснить степень родства двух индивидуумов, а определить генеалогию человека исключительно по его собственной ДНК. Метод подходит как мужчинам, так и женщинам
Разведчик - "семечка"
Разведчик - "семечка" Разведчик -
Компания Lockheed Martin построила первый (ещё не летающий) прототип разведывательного аппарата класса "нано" (Nano Air Vehicle — NAV), повторяющего по форме и размерам семя клёна
Скоро любая зарядка подойдёт к любому телефону
Скоро любая зарядка подойдёт к любому телефону Скоро любая зарядка подойдёт к любому телефону
Новый стандарт Micro-USB поможет забыть о проблеме совместимости зарядного устройства и мобильного телефона
Пейнтбольный танк
Пейнтбольный танк Пейнтбольный танк
Британская компания Funtrak разработала боевую машину для любителей пейнтбола и других военных игр на открытом воздухе
Pico Projector проецирует видео с мобильного телефона на большой экран
Pico Projector проецирует видео с мобильного телефона на большой экран Pico Projector проецирует видео с мобильного телефона на большой экран
В Нью-Йорке на днях была представлена последняя подобная разработка от компании Texas Instruments: проектор, способный переносить видео с с мобильного телефона на любую вертикальную плоскость
Аппарат SOHO нашёл первую периодическую комету
Аппарат SOHO нашёл первую периодическую комету Аппарат SOHO нашёл первую периодическую комету
Себастьян Хёниг (Sebastian F. Hönig), астроном из института радиоастрономии Макса Планка (Max-Planck-Institut für Radioastronomie), сообщил
Наблюдения звездотрясений подтвердили природу магнитаров
Наблюдения звездотрясений подтвердили природу магнитаров Наблюдения звездотрясений подтвердили природу магнитаров
Некоторые нейтронные звезды обладают столь мощными магнитными полями, что могут разрывать ими сами себя, обнажая внутренности
Звёзды-сироты зажигаются в галактическом хвосте
Звёзды-сироты зажигаются в галактическом хвосте Звёзды-сироты зажигаются в галактическом хвосте
Хвост… Эту, мягко говоря, неастрономическую вещь в последнее время астрономы всё чаще наблюдают на небесах
Космический полет увеличивает смертоносность бактерий
Космический полет увеличивает смертоносность бактерий Космический полет увеличивает смертоносность бактерий
Сальмонеллы, побывавшие в космосе, оказались в три раза вирулентнее (болезнетворнее), чем контрольные образцы той же культуры, которые выращивались на Земле в таких же условиях (за исключением микрогравитации)
10 инноваций, которые появятся в ближайшие 10 пятилеток
10 инноваций, которые появятся в ближайшие 10 пятилеток 10 инноваций, которые появятся в ближайшие 10 пятилеток
Футурологи уверены: в третьей пятилетке XXI века процедура расшифровки индивидуального генома удешевится настолько, что станет доступной практически для всех
Дефицит витамина D повышает риски переломов среди женщин
Дефицит витамина D повышает риски переломов среди женщин Дефицит витамина D повышает риски переломов среди женщин
Женщины с низкими уровнями витамина D имеют увеличенный риск перелома бедра, согласно исследованию Университета Питсбурга (США)
Мозг педофила устроен иначе, чем у обычных людей
Мозг педофила устроен иначе, чем у обычных людей Мозг педофила устроен иначе, чем у обычных людей
Просмотр порнографии не приводит к активизации гипоталамуса и лобных долей мозга педофила, что происходит у нормальных людей. Не исключено, что скоро педофилию можно будет лечить медикаментозно и выявлять по томограмме
В структуре Земли присутствует ранее неизвестный слой
В структуре Земли присутствует ранее неизвестный слой В структуре Земли присутствует ранее неизвестный слой
Ученые провели новые исследования структуры нашей планеты, в частности были изучены верхние и нижние слои земной мантии. В результате исследований специалисты пришли к неожиданному выводу - у нашей планеты, скорее всего
Вода на Землю не была занесена астероидами и кометами
Вода на Землю не была занесена астероидами и кометами Вода на Землю не была занесена астероидами и кометами
На тему того, каким образом на нашей планете появилась вода ученые спорят давно, большинство специалистов придерживаются той точки зрения, что вода на Землю была занесена около 4 - 3,6 млрд лет назад
Во Вьетнаме обнаружены ранее неизвестные растения и животные
Во Вьетнаме обнаружены ранее неизвестные растения и животные Во Вьетнаме обнаружены ранее неизвестные растения и животные
11 ранее неизвестных растений и животных были обнаружены в одном из отдаленных регионов Вьетнама
В Красном море установят искусственные рифы
В Красном море установят искусственные рифы В Красном море установят искусственные рифы
Израильские и иорданские специалисты решили спасти исчезающую экосистему коралловых рифов Красного моря, соорудив их искусственные аналоги
Соломинка для коктейлей
Соломинка для коктейлей Соломинка для коктейлей
Легенда гласит, что первую искусственную соломинку для коктейля придумал Марвин Стоун, владелец фабрики по производству бумажных сигаретных мундштуков. Шелуха от натуральной ржаной соломинки в коктейле раздражала его
Спать надо ровно семь часов – не меньше и не больше
Спать надо ровно семь часов – не меньше и не больше Спать надо ровно семь часов – не меньше и не больше
Традиционное представление о том, что спать надо восемь часов в сутки, не выдерживает критики

 
  • Главные темы / архив
№082текущий номер Технологии
Биоклиматическое здание
    

    

    

    

    

 
  • Человек
  • Планета Земля
  • История изобретений
  • Соломинка для коктейлейСоломинка для коктейлей
    Легенда гласит, что первую искусственную соломинку для коктейля придумал Марвин Стоун, владелец фабрики по производству бумажных сигаретных мундштуков. Шелуха от натуральной ржаной соломинки в коктейле раздражала его
  • Чёрный ящик
  • Воля случая
  • Технологии
  • Техника
  • Космос
036