Астрономы зафиксировали первое «сердцебиение» новорожденной нейтронной звезды
Команда исследователей обнаружила короткую, но очень четкую пульсацию в гамма-всплеске под названием GRB 230307A, который произошел 7 марта 2023 года. Сигнал с частотой почти тысячу оборотов в секунду указывает на рождение миллисекундного магнетара. Это быстро вращающаяся нейтронная звезда с невероятно сильным магнитным полем.
Результаты исследования опубликовали в журнале Nature Astronomy. Они служат самым ясным на сегодня доказательством того, что именно магнетары могут быть источником энергии для некоторых из самых мощных взрывов во Вселенной.
Гамма-всплески — это самые яркие взрывы из всех известных. На короткое время они могут затмить все остальное небо в гамма-диапазоне. Такие события происходят, когда компактные звезды, например нейтронные, сталкиваются и сливаются. Десятилетиями ученые спорили, что происходит с остатками после таких событий: они сразу коллапсируют в черную дыру или какое-то время существуют в виде сильно намагниченных нейтронных звезд?
Магнетары чаще всего возникают от слияния двойных «металлических» звезд
Событие GRB 230307A стало вторым по яркости гамма-всплеском за всю историю наблюдений. Его зафиксировали китайские спутники GECAM и спутник NASA Fermi. Оптические наблюдения подтвердили, что его источником было слияние компактных звезд. Однако его необычно большая длительность в одну минуту противоречила стандартным моделям. Они предсказывают, что излучение от подобных событий должно длиться менее двух секунд.
Профессор Бин Чжан из Университета Гонконга отметил, что это событие предоставило астрономам редкую возможность. Теперь можно с уверенностью сказать, что источником энергии некоторых гамма-всплесков являются не черные дыры, а новорожденные магнетары.
Исследовательская группа проанализировала более 600 тысяч наборов данных, которые собрали спутники GECAM. Анализ выявил квазипериодическую осцилляцию с частотой 909 герц, которая продолжалась всего 160 миллисекунд.
Аспирант Нанкинского университета и ведущий автор статьи Жуньчао Чэнь сказал, что человечество впервые напрямую наблюдало периодический сигнал от миллисекундного магнетара внутри гамма-всплеска. Он сравнил это с возможностью услышать первое сердцебиение новорожденной звезды.
Возник вопрос, почему пульсация была такой короткой. Профессор Чжан предложил теоретическое объяснение. Быстрое вращение магнетара оставляет периодический след в струе гамма-излучения, которую называют джетом. Однако джет быстро меняется, и сигнал становится видимым только в тот короткий момент, когда излучение становится асимметричным.
«Сердцебиение» было заметно всего 160 миллисекунд, а затем симметрия джета снова его скрыла. Эта интерпретация также предполагает, что гамма-всплеск питал джет, который приводится в движение в основном магнитными полями, а не веществом.
До этого момента выводы о центральных объектах гамма-всплесков делали только косвенно. Это исследование дает первый прямой наблюдательный след вращения магнетара в гамма-всплеске. Оно показывает, что новорожденные магнетары могут пережить слияние компактных звезд и служить мощными космическими двигателями.
Это открывает новые горизонты в многоканальной астрономии — области, которая связывает гамма-лучи, гравитационные волны и физику компактных звезд. В будущем команда планирует искать похожие пульсации в других ярких гамма-всплесках, чтобы лучше понять жизнь и смерть звезд во Вселенной.
Быстро вращающиеся нейтронные звезды — это пульсары. Что они собой представляют и чем они опасны — рассказали здесь.
Изображение NASA Webb Telescope Team
Самое популярное
