Астрономия - наука крайностей - самая большая, самая горячая и самая массовая. Сегодня астрофизик Брайан Генслер (Гарвард-Смитсоновский центр астрофизики) и его коллеги объявили, что они связали две крайности астрономии, показывая, что некоторые из самых больших звезд в космосе становятся самыми сильными магнитами, когда они умирают.
«Источник этих очень мощных магнитных объектов был загадкой с тех пор, как первый был обнаружен в 1998 году. Теперь мы думаем, что разрешили эту загадку», - говорит Генслер.
Астрономы основывают свои выводы на данных, полученных с помощью Австралийского телескопа Compact Array CSIRO и радиотелескопа Parkes в восточной Австралии.
Магнетар - это экзотический вид нейтронной звезды - шар нейтронов размером с город, созданный, когда ядро массивной звезды разрушается в конце своего жизненного цикла. Магнитар обычно обладает магнитным полем более чем в один квадриллион раз (за которым следуют 15 нулей) сильнее магнитного поля Земли. Если магнитар находился на полпути к луне, он мог стереть данные с каждой кредитной карты на земле.
Магнетары испускают вспышки высокоэнергетического рентгеновского или гамма-излучения. Нормальные пульсары излучают пучки низкоэнергетических радиоволн. Известно только около 10 магнитаров, в то время как астрономы обнаружили более 1500 пульсаров.
«Как радиопульсары, так и магнитары, как правило, находятся в одних и тех же областях Млечного Пути, в тех местах, где звезды недавно взорвались в виде сверхновых», - объясняет Генслер. «Вопрос был: если они расположены в одинаковых местах и рождены одинаковыми способами, то почему они такие разные?»
Предыдущие исследования намекали на то, что масса оригинальной звезды-прародителя может быть ключевой. Недавние работы Eikenberry et al (2004) и Figer et al (2005) предположили эту связь, основанную на поиске магнитаров в скоплениях массивных звезд.
«Астрономы привыкли думать, что действительно массивные звезды образовывали черные дыры после смерти», - говорит д-р Саймон Джонстон (Национальный институт телескопа CSIRO в Австралии). «Но за последние несколько лет мы поняли, что некоторые из этих звезд могут образовывать пульсары, потому что они проходят программу быстрого похудения, прежде чем взорваться как сверхновые».
Эти звезды теряют большую массу, сдувая их ветрами, которые похожи на солнечный ветер Солнца, но намного сильнее. Эта потеря позволит очень массивной звезде сформировать пульсар, когда она умрет.
Чтобы проверить эту идею, Генслер и его команда исследовали магнитар по имени 1E 1048.1-5937, расположенный на расстоянии около 9000 световых лет в созвездии Карины. Чтобы получить сведения об исходной звезде, они изучили газообразный водород, лежащий вокруг магнетара, используя данные, собранные радиотелескопом CSIRO Australia Telescope Compact Array и его 64-м радиотелескопом Parkes.
Анализируя карту нейтрального газообразного водорода, команда обнаружила поразительную дыру, окружающую магнитар. «Доказательства указывают на то, что эта дыра была пузырем, образованным ветром, исходящим от исходной звезды», - говорит Наоми МакКлюр-Гриффитс (Национальная служба телескопа Австралии по CSIRO), один из исследователей, которые составили карту. Характеристики отверстия указывают на то, что звезда-прародитель должна быть в 30-40 раз больше массы Солнца.
Другой ключ к разнице между пульсаром и магнитом может заключаться в том, как быстро нейтронные звезды вращаются, когда они образуются. Генслер и его команда предполагают, что тяжелые звезды будут образовывать нейтронные звезды, вращающиеся со скоростью до 500-1000 раз в секунду. Такое быстрое вращение должно приводить в действие динамо и генерировать сверхсильные магнитные поля. «Нормальные» нейтронные звезды рождаются вращающимися со скоростью всего 50-100 раз в секунду, препятствуя работе динамо и оставляя их с магнитным полем в 1000 раз слабее, говорит Генслер.
«Магнетар переживает космический экстремальный переворот и в конечном итоге сильно отличается от своих менее экзотических радиопульсаровых кузенов», - говорит он.
Если магнитары действительно рождаются из массивных звезд, то можно предсказать, какой должна быть их рождаемость по сравнению с радиопульсарами.
«Магнетары - это редкие« белые тигры »звездной астрофизики», - говорит Генслер. «По нашим оценкам, уровень рождаемости у магнетаров будет лишь в десять раз меньше, чем у нормальных пульсаров. Поскольку магнитары также недолговечны, десять из них, которые мы уже обнаружили, могут быть почти всеми, что там можно найти ».
Результаты команды будут опубликованы в следующем выпуске The Astrophysical Journal Letters.
Настоящий пресс-релиз выпускается совместно с Австралийским национальным фондом телескопа CSIRO.
Гарвард-Смитсоновский центр астрофизики (CfA) со штаб-квартирой в Кембридже, штат Массачусетс, является совместным сотрудничеством между Смитсоновской астрофизической обсерваторией и обсерваторией Гарвардского колледжа. Ученые CfA, объединенные в шесть исследовательских отделов, изучают происхождение, эволюцию и судьбу вселенной.
Источник: пресс-релиз CfA
