Международная группа астрономов обнаружила нейтронную звезду с рекордно сильным магнитным полем. Результаты измерений показывают, что индукция на поверхности нейтронной звезды из бинарной системы Swift J0243.6+6124 достигает 1,6 миллиарда тесла. Это в 24 триллиона раз больше, чем на Земле
Нейтронные звезды — это невероятно плотные объекты, которые образуются после взрыва сверхновой массивной звезды. Они являются одними из самых плотных объектов во Вселенной и уступают только черным дырам. Исследователи часто используют довольно суровое сравнение: чайная ложка материала нейтронной звезды весила бы на Земле около шести миллиардов тонн. Атомы внутри нейтронной звезды настолько тесно связаны друг с другом, что ведут себя таким образом, который не имеет аналогов в других местах.
Нейтронные звезды также имеют самые сильные магнитные поля во Вселенной. Но не все они одинаковы. Среди них есть объекты с более слабыми и более сильными магнитными полями. Недавно астрономы наблюдали нейтронную звезду в бинарной системе Swift J0243.6+6124 с индукцией магнитного поля на поверхности 1,6 миллиарда тесла. До сих пор рекордным был 1 миллиард Тесла.
Результаты исследования были опубликованы в журнале Astrophysical Journal Letters (DOI: 10.3847/2041-8213/ac7711).
Рекордное открытие
Это рекордное измерение было выполнено китайскими учеными с помощью телескопа Insight-HXMT (от Hard X-ray Modulation Telescope). Это первый китайский телескоп, позволяющий анализировать космические рентгеновские лучи.
Магнитное поле описывается с помощью магнитной индукции. Он измеряется в теслах. На нашей планете индукция магнитного поля на поверхности составляет всего 0,000065 тесла. Более мощными являются магнитно-резонансные приборы. Эти аппараты могут генерировать поля до 3 тесла.
Однако эти значения ничто по сравнению с нейтронной звездой в бинарной системе Swift J0243.6+6124, где была обнаружена линия циклотронного поглощения с энергией целых 146 кэВ. Это соответствует магнитному полю напряженностью около 1,6 миллиарда Тесла, что примерно в полтора раза превышает предыдущий рекорд. Открытие было сделано совместно учеными из Китайской академии наук и немецкого университета Тюбингена.
Рентгеновский пульсар
Swift J0243.6+6124 является бинарной системой. Она состоит из нейтронной звезды и звезды-компаньона. Нейтронная звезда в этой системе является пульсаром, то есть вращающейся, сильно намагниченной звездой, которая испускает пучок электромагнитного излучения. Для другой звезды, к сожалению, присутствие пульсара ничем хорошим не заканчивается, потому что нейтронная звезда с ее гораздо более сильной гравитацией постепенно крадет газ у звезды-компаньона. Таким образом, формируется так называемый аккреционный диск. Плазма, образующая диск, направляется к нейтронной звезде вдоль линий магнитного поля, падающего на пульсар. Рентгеновское излучение происходит на поверхности нейтронной звезды. На этом все не заканчивается: периодически могут возникать импульсы этого излучения.
Излучение, испускаемое нейтронной звездой, проходит через ее магнитное поле, прежде чем улетучиться в космос. Это оставляет характерные следы в спектре, называемые линиями циклотронного поглощения. Считается, что это вызвано поглощением рентгеновских лучей электронами, движущимися вдоль сильного магнитного поля. Энергия этих структур поглощения соответствует силе магнитного поля на поверхности нейтронной звезды. Таким образом, это может быть использовано для прямого измерения напряженности магнитного поля на поверхности такой звезды.
Именно так была измерена напряженность магнитного поля в случае бинарной системы Swift J0243.6+6124. Наблюдения, проведенные телескопом Insight-HXMT, позволили измерить на ней энергию до 146 кэВ, что соответствует напряженности магнитного поля около 1,6 миллиарда Тесла.
