Магнетары — плотные останки мертвых звезд, которые прорываются спорадически, со всплесками излучения высокой энергии — они являются одними из самых опасных из известных объектов во Вселенной. Магнетары можно увидеть, используя NASA’s Chandra X-ray рентгеновской обсерватории. Если просматривать их через другие спутники, то они могут показать магнетары немного по другому.
Когда массивная звезда исчерпывает свой заряд, ее основание разрушается для образования новой нейтронной звезды, сверхплотного объекта от 10 до 15 миль в ширину. Гравитационная энергия, выделяющаяся в этом процессе, ударяет внешние слои от взрыва сверхновой и остается за нейтронной звездой.
Большинство нейтронных звезд быстро вращаются — несколько раз в секунду, — но небольшая часть имеют относительно низкую скорость вращения один раз в несколько секунд, в это время идут генерации случайных больших взрывов рентгеновского излучения. Потому что единственным настоящим источником энергии, излучаемым в эти вспышки, является магнитная энергия, запасенная в звезде, эти объекты называются «магнетары».
Большинство магнетаров имеют чрезвычайно высокие магнитные поля на их поверхности, которые в десятки и тысячи раз сильнее, чем для средней нейтронной звезды. Новые наблюдения показывают, что магнетар известный как SGR 0418 +5729 (SGR 0418 для краткости) не соответствует этому шаблону. Он имеет площадь магнитного поля аналогичную как у основных нейтронных звезд.
«Мы обнаружили, что SGR 0418 имеет гораздо более низкий поверхностного магнитного поля, чем любой другой магнетаром», сказал Нанда Rea Института космической науки в Барселоне, Испания. «Это имеет важное значение для того, как мы думаем, что нейтронные звезды эволюционируют во времени, и для нашего понимания взрывов сверхновых».
Исследователи контролировали SGR 0418 на протяжении более трех лет, используя Chandra, ESA’s XMM-Newton, а также НАСА Swift и RXTE спутники. Они были в состоянии сделать точную оценку величины внешнего магнитного поля, измеряя его изменения скорости вращения во время рентгеновского вспышки. Эти вспышки, вероятно, вызваны трещинами в коре нейтронной звезды, которые осаждают накопление напряжений в относительно сильном, заведенном магнитном поле, которое скрывается под поверхностью.
«Такой низкий уровень поверхностного магнитного поля делает этот объект аномалией среди аномалий», говорит соавтор GianLuca Israel , из Национального института астрофизики в Риме. «Магнетар отличается от типичной нейтронной звезды, но SGR 0418 отличается от других магнетаров также».
Путем моделирования эволюции процесса охлаждения нейтронной звезды и ее коры, а также постепенному упадку ее магнитного поля, ученные подсчитали, что возраст SGR 0418 составляет около 550 000 лет. Это делает SGR 0418 старше, чем большинство других магнетаров, и это длительное время жизни, вероятно, позволило поверхности магнитного поля уменьшаться с течением времени. Поскольку слой ослаблен, и внутреннее магнитное поле является относительно сильным, вспышки все еще могут произойти.
Случай с SGR 0418 может означать, что есть еще много пожилых магнетаров с сильными магнитными полями, которые скрыты под поверхностью, подразумевая, что уровень рождаемости звезд в пять-десять раз выше, чем считалось ранее.
«Мы считаем, что примерно раз в год в каждой галактике спокойная нейтронная звезда должна произвести с магнетаром подобные вспышки, согласно нашей модели для SGR 0418», сказал Хосе Понс из Университета Аликанте в Испании. «Мы надеемся найти еще многие из таких объектов.»
Другим следствием является то, что модель поверхности магнитного поля SGR 0418 должно быть когда-то были очень сильными, так как появились примерно полмиллиона лет назад. Это дает возможность к существованию большому разнообразию однотипных объектов, что может означать, то что массивные звезды уже были предшественники сильных магнитных полей, или эти поля были созданы быстро вращающимися нейтронными звездами в коллапсе ядра, которое было частью сверхновой.
Если большое количество нейтронные звезды рождаются с сильными магнитными полями, то значительная часть гамма-всплесков могут быть вызваны образованием магнетара, а не черными дырами.
Возможность относительно низкой поверхности магнитного поля для SGR 0418 впервые было объявлено в 2010 году. Тем не менее, ученые в то время могли только определить верхний предел для магнитного поля, а не фактической оценки, поскольку достаточного количества данных не было собрано.
SGR 0418 расположена в галактике Млечного Пути на расстоянии около 6500 световых лет от Земли. Эти новые результаты про SGR 0418 будут опубликованы в сеть 10 июня 2013 журналом Astrophysical Journal. Космическое агентство имени Маршалла в Хантсвилле, в штате Алабама, руководит программой по исследованию программы «Chandra program for NASA’s Science Mission Directorate in Washington». Смитсоновская астрофизическая обсерватория Чандра контролирует научные исследования и полеты из Кембриджа, штат Массачусетс.
