Астрофизика

Исследователи обнаружили нейтронную звезду с очень странным магнитным полем


Астрофизики открывают уникальную нейтронную звезду, магнитное поле которой проявляется только при взгляде под определенным углом. Она принадлежит к переходному рентгеновскому пульсару GRO J2058+42.

Нейтронная звезда образуется, когда гигантская звезда умирает в сверхновой и ее ядро разрушается, при этом электроны и протоны, по существу, плавятся друг в друга, образуя нейтроны.

Нейтронные звезды представляют собой сверхплотные объекты с радиусом около 10 километров и массой около 1,4 солнечных масс. Напряженность магнитного поля на поверхности нейтронных звезд колеблется от 10 4  до 10 11   Тесла, в миллионы раз выше, чем достигается в самых мощных лабораториях.

Обычно магнитное поле на нейтронных звездах имеет дипольную конфигурацию, то есть они имеют два магнитных полюса, как и Земля. До сих пор все нейтронные звезды можно было разделить на две группы:

  1. Звезды, в которых магнитное поле наблюдается в течение всего цикла вращения.
  2. Звезды, в которых магнитное поле вообще не обнаружено.

Недавно астрофизики из Московского физико-технического института и Пулковской обсерватории обнаружили уникальную нейтронную звезду, магнитное поле которой проявляется только при взгляде под определенным углом (относительно наблюдателя).

Как они это обнаружили?

Комптонская гамма-лучевая обсерватория (CGRO) обнаружила переходный рентгеновский пульсар под названием GRO J2058+42 в 1995 году. Нейтронная звезда, анализируемая в этом исследовании, является частью этой системы. Хотя его уже исследовали с помощью различных приборов, ничто не выделяет его среди других нейтронных звезд.

Однако недавние наблюдения, сделанные из массива ядерных спектроскопических телескопов (космическая обсерватория NuSTAR), показали некоторую интересную информацию. Рентгеновский телескоп работает в чрезвычайно широком диапазоне (от 3 до 79 кэВ), что позволило астрофизикам обнаружить необычную особенность в излучении пульсара.

Для определения магнитного поля нейтронной звезды в энергетическом спектре источника регистрируется циклотронная линия поглощения (частота заряженной частицы, движущейся магнитным полем).

В этом случае линия циклотронного поглощения проявляется, когда нейтронная звезда рассматривается под определенным углом. Это делает ее первым объектом своего семейства.

Углубленное "томографическое" исследование системы GROJ2058+42 сделало это открытие возможным. Исследователи измерили рентгеновский спектр нейтронной звезды с десяти различных углов.

Магнитное поле нейтронной звезды в ее начальной фазе и после ее перехода в неустойчивую фазу

Они обнаружили существенное снижение интенсивности излучения (около 10 кэВ) только в одном из этих десяти углов. Интенсивность излучения соответствует напряженности магнитного поля 10 8 на поверхности нейтронной звезды.

Исследователи также отмечают, что излучение GRO J2058+42 может быть обнаружено только во время ярких вспышек, что означает, что система состоит из Be-звезд (гетерогенный набор звезд с B спектральными типами и эмиссионными линиями).

Всплески в таких бинарных системах происходят не очень часто и их трудно предсказать. Исследователи считают, что им повезло поймать выброс GRO J2058+42 с самого начала.

Полученные данные доказывают, что магнитное поле нейтронных звезд намного сложнее, чем предполагалось ранее. Такая сложная структура магнитного поля может долго сохранять свою форму и определять поведение нейтронной звезды. В целом, теперь у ученых появится новый инструмент и данные для исследования параметров нейтронных звезд.

Исследование опубликовано в Astrophysical Journal Letters.

Читайте Новая Наука в
Back to top button