Image Image Image Image Image Image Image Image Image Image

Новости астрономии и астрофизики — The Universe Times | 16.12.2017

Scroll to top

Top

Нет комментариев

Ученые выдвинули версию того, как рождаются магнетары

Ученые выдвинули версию того, как рождаются магнетары
shortstoryf

Магнетары — причудливые суперплотные скопления остатков от взрывов сверхновых звезд. Они являются самыми сильными магнитами, известными во Вселенной. Самые сильные и современные магниты на Земле в миллионы раз слабее этих космических сгустков. Команда европейских ученых, используя Очень Большой Телескоп Европейской южной обсерватории, заявила, что, возможно смогла впервые обнаружить звезду-партнера одного из магнетаров. Это открытие должно пролить свет на вопрос о том, как такие сильные магнитные объекты формируются и почему они не превращаются в черные дыры, как это чаще всего и случается. Эту загадку астрофизики пытаются решить на протяжении вот уже 35-ти лет.

Магнетар

Представление художника о магнетаре. Источник: ESO/L. Calçada

Когда массивная звезда разрушается под действием собственной силы тяжести во время взрыва в виде сверхновой, она может сформировать два типа объектов: нейтронную звезду или черную дыру. Магнетары как раз являются необычной и очень экзотической формой нейтронной звезды. Как и все нейтронные звезды, магнетары крошечные по сравнению с другими космическими объектами и чрезвычайно плотные. Чайная ложка вещества такой звезды весила бы приблизительно миллиард тонн. Но главное отличие магнетаров заключается в том, что они обладают очень сильным магнитным полем. У магнетаров даже наблюдается некий аналог землетрясений, который можно назвать «звездотрясением»: внешняя оболочка магнетара иногда испытывает огромные воздействия в результате которых она извергает большое количество гамма-лучей.

Исследователи наблюдали рассеянное звездное скопление Westerlund 1, которое находится на расстоянии в 16000 световых лет от нас в созвездии Жертвенника. оно было обнаружено в 1961 году в Австралии шведским астрономом Бенгтом Вестерлюндом, который в последствии стал директором Европейской южной обсерватории в Чили. Это скопление располагается за большим количеством межзвездного газа и пыли, которые блокируют почти весь свет от скопления в видимом диапазоне. Westerlund 1 является уникальной природной

Скопление Westerlund 1

Рассеянное звездное скопление Westerlund 1. На снимки обозначен магнетар и его звезда-компаньон, оторванная взрывом от него. Источник: ESO

лабораторией, в которой легко можно изучать экстремальные условия физики межзвездного пространства. Благодаря своим наблюдениям, астрономы выяснили, что это скопление имеет массу не менее 100000 солнечных масс, а все звезды, составляющие его, сосредоточены в области в 6 световых лет. Таким образом, скопление Westerlund 1 является самым массивным компактным скоплением, идентифицированным в Млечном пути. Все звезды в скоплении больше Солнца в 30-40 раз. В связи с тем, что такие массивные звезды живут не долго, ученые предполагают, что Westerlund 1 очень молодое рассеянное скопление, возрастом между 3.5 и 5 миллионов лет. В скоплении как раз и находится один из двенадцати магнетаров, обнаруженных в нашей галактике: CXOU J164710.2-455216.

«Во время наших предыдущих исследований мы показали, что магнетар в скоплении Westerlund 1, скорее всего, родился в результате взрыва звезды, приблизительно в 40 раз более массивной, чем Солнце. Но в этом и есть главная загвоздка, так как звезды с такими массами во время взрывов перерождаются в черные дыры, а не в нейтронные звезды. На тот момент мы не понимали, как звезда могла стать магнетаром», — Саймон Кларк, ведущий автор исследований.

Недавно астрономы предложили решение этой загадки. Они предположили, что магнетар мог сформироваться в результате взаимодействия двух очень массивных звезд, вращающихся вокруг друг друга в двойной звездной системе. Эти система настолько компактна, что эти звезды вращаются в пределах орбиты Земли вокруг Солнца. Но до сих пор никакая вторая звезда не была обнаружена рядом с исследуемым магнетаром в скоплении. Поэтому астрономы решили использовать Очень Большой Телескоп, чтобы поискать этот компаньон в других частях Westerlund 1. Начались поиски так называемой «блуждающей» звезды — объекта, который вылетает из группы на очень больших скоростях. В результате рождения магнетара сила взрыва могла быть настолько большой, что второй компаньон попросту мог улететь в межзвездное пространство. И такой объект был обнаружен. Им оказалась звезда Westerlund 1-5, в научных кругах известная как Cl* Westerlund 1 W 5.

«Звезда сама по себе не может улететь с такой огромной скоростью, даже если она является компаньоном у другой. Для того, чтобы звезда стала блуждающей она должна иметь маленькую массу, большую яркость и богатый углеродом внутренний состав».

Окрестности Westerlund 1

Окрестности рассеянного звездного скопления Westerlund 1. Снимок получен во время цифрового обзора неба DSS2. Источник: ESO/Digitized Sky Survey 2

Открытие этой звезды позволило астрономам восстановить жизненный цикл той звезды, взрыв которой и породил магнетар вместо черной дыры. По мере того, как возраст звезды увеличивается, ядерные реакции в их недрах меняют их химический состав: элементы, поддерживающие реакцию сгорают, а побочные продукты накапливаются. Молодые звезды богаты водородом и азотом и бедны углеродом, концентрация которого становится существенной только в конце жизни звезды. То, что наблюдали ученые у звезды Westerlund 1-5 — она одновременно богата и водородом, и азотом и углеродом, чего нельзя достичь не находясь в двойной звездной системе. В связи с этим, ученые справедливо рассудили, что Westerlund 1-5 когда-то была частью двойной звезды.

Благодаря открытию убегающей звезды, астрофизики сумели предположительно восстановить все события, приведшие к рождению магнетара, а не черной дыры. На первом этапе этого процесса более массивная звезда в двойной системе исчерпывает свое топливо, а ее внешняя оболочка начинает поглощаться менее массивным компаньоном, заставляя его вращаться все быстрее и быстрее. он в последствии и станет магнетаром. Как говорят исследователи, быстрая закрутка является существенной особенностью для его рождения. На втором этапе, из-за очень быстрого притока вещества, второй компаньон сам по себе становится массивным, что в свою очередь ведет к потери какой-то накопленной ранее звездной массы. Большая ее часть потеряна, но какая-то вернулась обратно к первой звезде, которой сейчас как раз и является Westerlund 1-5.

«Именно этот процесс обмена материалом создал уникальный химический состав Westerlund 1-5 и позволил ее компаньону сжаться до очень плотного состояния и родиться в виде магнетара, а не черной дыры».

Становится ясно, что главным компонентом в рецепте приготовления магнетара является звезда-компаньон. Быстрое вращение, перемещение массы между звездами — необходимые условия для создания ультрасильного магнитного поля. А второе перемещение массы обратно позволяет будущему магнетару сжаться достаточно сильно, чтобы не взорваться в виде черной дыры в момент смерти звезды.

По информации Европейской южной обсерватории.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Оставьте комментарий

Добавить комментарий

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам:

Яндекс.Метрика Рейтинг@Mail.ru Лицензия Creative Commons «The Universe Times» Google