Изображение предоставлено NASA
Команде астрономов посчастливилось наблюдать редкое событие превращения нейтронной звезды в магнитный объект, называемый магнитаром. Нормальная нейтронная звезда - это быстро вращающийся остаток звезды, которая стала сверхновой; они обычно обладают очень сильным магнитным полем. Магнит похож на него, но его магнитное поле в 1000 раз сильнее нейтронной звезды. Это новое открытие может указывать на то, что магнитары более распространены во Вселенной, чем считалось ранее.
В счастливом наблюдении ученые говорят, что обнаружили нейтронную звезду в процессе превращения в редкий класс чрезвычайно магнитных объектов, называемых магнитарами. До сих пор такого события не было. Это открытие отмечает только десятый подтвержденный магнитар из когда-либо найденных и первый переходный магнитар.
Временная природа этого объекта, обнаруженного в июле 2003 года с помощью НАСА Rossi X-ray Timing Explorer, может в конечном итоге заполнить важные пробелы в эволюции нейтронных звезд. Д-р Алаа Ибрагим из Университета Джорджа Вашингтона и Центра космических полетов имени Годдарда НАСА в Гринбелте, штат Мэриленд, представляет этот результат сегодня на заседании Американского астрономического общества в Атланте.
Нейтронная звезда - это остатки ядра звезды, по меньшей мере, в восемь раз более массивной, чем Солнце, взорвавшееся в случае сверхновой. Нейтронные звезды - это очень компактные, очень магнитные, быстро вращающиеся объекты с массой около Солнца, сжатой в сферу диаметром около десяти миль.
Магнетар в тысячи раз магнитнее обычных нейтронных звезд. При сотне триллионов (10 ^ 14) гауссов они настолько притягательны, что могут очистить кредитную карту на расстоянии 100 000 миль. Для сравнения, магнитное поле Земли составляет около 0,5 Гс, а сильный магнит на холодильник - около 100 Гс. Магнетары в рентгеновских лучах ярче, чем в видимом свете, и они являются единственными известными звездами, которые сияют преимущественно магнитной силой.
Представленное сегодня наблюдение подтверждает теорию о том, что некоторые нейтронные звезды рождаются с такими сверхвысокими магнитными полями, но вначале они могут быть слишком тусклыми, чтобы их можно было увидеть и измерить. Однако со временем эти магнитные поля замедляют вращение нейтронной звезды. Этот акт замедления высвобождает энергию, делая звезду ярче. Дополнительные возмущения в магнитном поле и коре звезды могут сделать ее еще ярче, что приведет к измерению ее магнитного поля. Недавно обнаруженная звезда, тусклая еще год назад, называется XTE J1810-197.
«Открытие этого источника произошло благодаря другому магнитару, который мы отслеживали, по имени SGR 1806-20», - сказал Ибрагим. Он и его коллеги обнаружили XTE J1810-197 с Исследователем Росси в градусе к северо-востоку от SGR 1806-20, в галактике Млечный Путь на расстоянии около 15 000 световых лет в созвездии Стрельца.
Ученые точно определили местонахождение источника с помощью рентгеновской обсерватории Чандра НАСА, которая обеспечивает более точное позиционирование, чем Росси. Проверяя архивные данные Росси Эксплорера, доктор Крейг Марквардт из НАСА Годдарда подсчитал, что XTE J1810-197 стал активным (то есть в 100 раз ярче, чем раньше) примерно в январе 2003 года. Оглядываясь еще дальше с архивными данными из ASCA и ROSAT, два выведенные из эксплуатации международные спутники, команда могла заметить XTE J1810-197 как очень тусклую изолированную нейтронную звезду еще в 1990 году. Таким образом, появилась история XTE J1810-197.
По словам Ибрагима, неактивное состояние XTE J1810-197 было похоже на состояние других загадочных объектов, называемых компактными центральными объектами (CCO) и тускло-изолированными нейтронными звездами (DINS). Считается, что эти объекты являются нейтронными звездами, созданными в сердцах звездных взрывов, и некоторые из них все еще находятся там, но они слишком тусклы, чтобы изучать их подробно.
Одним из признаков нейтронной звезды является ее магнитное поле. Но чтобы измерить это, ученым необходимо знать период вращения нейтронной звезды и скорость его замедления, называемую «замедление вращения». Когда загорелся XTE J1810-197, команда могла измерить его вращение (1 оборот в 5 секунд, типичное для магнитаров), его вращение вниз и, таким образом, напряженность его магнитного поля (300 триллионов гаусс).
В алфавитном супе нейтронных звезд присутствуют также аномальные рентгеновские пульсары (AXP) и мягкие гамма-повторители (SGR). Оба они теперь считаются объектами одного вида, магнитарами; и еще одна презентация на сегодняшнем заседании доктора Питера Вудса и соавт. поддерживает это соединение. Эти объекты периодически, но непредсказуемо вспыхивают с помощью рентгеновского и гамма-излучения. CCO и DINS, похоже, не имеют аналогичного активного состояния.
По словам Ибрагима, хотя эта концепция все еще является спекулятивной, может появиться эволюционная модель. Одна и та же нейтронная звезда, наделенная сверхсильным магнитным полем, может проходить через каждую из этих четырех фаз в течение своего жизненного цикла. Однако правильный порядок остается неясным. «В последние годы в научном сообществе всплывало обсуждение такого паттерна, и преходящий характер XTE J1810-197 дает первое реальное доказательство в пользу такого родства», - сказал Ибрагим. «С еще несколькими примерами звезд, демонстрирующих сходную тенденцию, может появиться генеалогическое дерево магнетаров»
«Наблюдение подразумевает, что магнитары могут быть более распространенными, чем то, что видно, но существуют в длительном тусклом состоянии», - сказал член команды доктор Джин Суонк из НАСА Годдард.
«Похоже, что сейчас магнетары находятся в режиме вечного карнавала; SGR превращаются в AXP, и AXP могут начать вести себя как SGR в любое время и без предупреждения », - говорит член команды доктор Крисса Кувелиоту из НАСА Маршалл, которая получает премию Росси на собрании AAS за свою работу над магнитарами. «То, что началось с нескольких странных источников, вскоре может оказаться доказанным, что оно охватывает огромное количество объектов в нашей Галактике».
Дополнительные подтверждающие данные поступили из Межпланетной сети и Российско-турецкого оптического телескопа. Коллеги Ибрагима по этому наблюдению также включают доктора Уильяма Парке из Университета Джорджа Вашингтона; Д-ра. Скотт Рэнсом, Мэллори Робертс и Вики Каспи из Университета Макгилла; Доктор Питер Вудс из НАСА Маршалл; Д-р Самар Сафи-Харб из Университета Манитобы; Доктор Солен Балман из Ближневосточного технического университета в Анкаре; и доктор Кевин Херли из Калифорнийского университета в Беркли. Д-ра. Эрик Готтельф и Жюль Халперн из Колумбийского университета предоставили важные данные от Чандры.
Первоисточник: пресс-релиз НАСА
