Изображение предоставлено: ESA
Используя космические рентгеновские обсерватории XMM-Newton с Европейским космическим агентством, были проведены первые прямые измерения магнитного поля нейтронной звезды. Нейтронная звезда - очень плотный объект с массой большой звезды, упакованной в радиусе всего лишь 20-30 км, и было предсказано, что они имеют очень сильные магнитные поля, которые действуют как тормоза, замедляя их вращение. Но после наблюдения нейтронной звезды под названием 1E1207.4-5209 в течение более 72 часов на XMM астрономы обнаружили, что она в 30 раз слабее, чем они предсказывали. Что заставляет эти объекты замедляться, снова загадка.
Используя превосходную чувствительность рентгеновской обсерватории ЕКА, XMM-Newton, группа европейских астрономов провела первое прямое измерение магнитного поля нейтронной звезды.
Результаты дают глубокое понимание экстремальной физики нейтронных звезд и раскрывают новую тайну, которую еще предстоит разгадать в конце жизни этой звезды.
Нейтронная звезда - это очень плотный небесный объект, который обычно имеет массу нашего Солнца, упакованную в крошечную сферу шириной всего 20-30 км. Это продукт звездного взрыва, известного как сверхновая, в которой большая часть звезды взорвана в космос, но ее коллапсирующее сердце остается в виде сверхплотного, горячего шара нейтронов, который вращается с невероятной скоростью.
Несмотря на то, что они являются знакомым классом объектов, отдельные нейтронные звезды сами остаются загадочными. Нейтронные звезды очень горячие, когда рождаются, но очень быстро остывают. Поэтому лишь немногие из них испускают высокоэнергетическое излучение, такое как рентгеновское излучение. Вот почему они традиционно изучаются с помощью их радиоизлучений, которые менее энергичны, чем рентгеновские лучи, и которые обычно появляются и выключаются. Следовательно, несколько нейтронных звезд, которые достаточно горячие, чтобы испускать рентгеновские лучи, можно увидеть с помощью рентгеновских телескопов, таких как XMM-Newton от ESA.
Одна такая нейтронная звезда - 1E1207.4-5209. Используя самое длинное из всех наблюдений ГММ-Ньютона в XMM (72 часа), профессор Джованни Биньями из Центра пространственных исследований (CESR) и его команда непосредственно измерили напряженность его магнитного поля. Это делает его первой в истории изолированной нейтронной звездой, где это может быть достигнуто.
Все предыдущие значения магнитных полей нейтронных звезд можно было оценить только косвенно. Это делается с помощью теоретических предположений, основанных на моделях, которые описывают гравитационный коллапс массивных звезд, подобных тем, которые приводят к образованию нейтронных звезд. Второй косвенный метод заключается в оценке магнитного поля путем изучения замедления вращения нейтронной звезды с использованием радиоастрономических данных.
В случае 1E1207.4-5209 это прямое измерение с использованием XMM-Newton показывает, что магнитное поле нейтронной звезды в 30 раз слабее, чем предсказания, основанные на косвенных методах.
Как это можно объяснить? Астрономы могут измерить скорость, с которой отдельные нейтронные звезды замедляются. Они всегда предполагали, что причиной было «трение» между его магнитным полем и окружающей средой. В этом случае единственный вывод состоит в том, что что-то еще тянет нейтронную звезду, но что? Мы можем предположить, что это может быть небольшой диск из частиц сверхновой, окружающий нейтронную звезду, создающий дополнительный фактор сопротивления.
В результате возникает вопрос о том, является ли 1E1207.4-5209 уникальным среди нейтронных звезд или он является первым в своем роде. Астрономы надеются обнаружить другие нейтронные звезды с помощью XMM-Newton, чтобы выяснить это.
Примечание для редакторов
Рентгеновские лучи, испускаемые нейтронной звездой, такой как 1E1207.4-5209, должны пройти через магнитное поле нейтронной звезды, прежде чем улететь в космос. В пути частицы в магнитном поле звезды могут украсть некоторые из исходящих рентгеновских лучей, передавая их контрольные метки спектра, известные как «линии поглощения циклотронного резонанса». Именно этот отпечаток позволил профессору Бингами и его команде измерить напряженность магнитного поля нейтронной звезды.
Источник: ESA News Release
