Астрономы застали рождение магнетара
Астрономы пронаблюдали, как рождается магнетар. Это нейтронная звезда, которая быстро вращается и обладает сильным магнитным полем. Исследователи доказали, что именно такие объекты питают сверхъяркие сверхновые первого типа. Журнал Nature опубликовал об этом статью. Открытие сделали Джозеф Фара и Энди Хауэлл на основе данных о сверхновой SN 2024afav. Сеть из 27 телескопов Лас-Кумбрес следила за этим объектом более 200 дней с тех пор, как его обнаружили в декабре 2024 года на расстоянии одного миллиарда световых лет от Земли.
Ученые связали магнетары и сверхновые благодаря тому, как вел себя свет. Обычно после того, как яркость достигает максимума, сверхновые плавно угасают. Однако через 50 дней после того, как SN 2024afav взорвалась, ее свет начал колебаться. Яркость то падала, то росла, и на графике появились четыре пика. При этом интервалы между пиками постепенно сокращались. Астрономы сравнили этот эффект с тем, как щебечет птица, когда частота звука нарастает. Ранее исследователи фиксировали максимум два пика и объясняли их тем, что ударная волна сталкивается с окружающим газом.
Чтобы объяснить, почему свет колебался, Джозеф Фара разработал новую модель. После того как звезда взорвалась, часть ее вещества упала обратно на магнетар. Вокруг него образовался несимметричный аккреционный диск. Этот диск и нейтронная звезда вращались вокруг разных осей. В этот момент сработала общая теория относительности. Масса, когда она вращается, увлекает за собой пространство и время. Физики называют этот эффект прецессией Лензе — Тирринга. Из-за него неровный диск начал раскачиваться, периодически он перекрывал и отражал свет магнетара. Система стала работать как маяк. По мере того как диск сжимался и приближался к звезде, он раскачивался быстрее. Это заставило свет колебаться чаще. Исследователи проверили разные гипотезы, включая законы Ньютона, но только общая теория относительности точно описала механику процесса.
На основе данных наблюдений астрономы рассчитали параметры нового объекта. Период, за который звезда делает один оборот, составил 4,2 миллисекунды, а ее магнитное поле превысило земное в 300 триллионов раз.
Эти характеристики подтвердили теорию, которую физики Дэн Кэсен, Ларс Билдстен и Стэн Вусли предложили в 2010 году. До этого наука не могла объяснить, почему сверхъяркие сверхновые светят в 10 раз сильнее обычных и не угасают слишком долго для ситуации, когда ядро просто коллапсирует. Теоретики предположили, что когда массивная звезда гибнет, она сжимается в сферу диаметром около 16 километров. Магнитное поле усиливается в 1000 раз, а сама звезда делает более 1000 оборотов за 1 секунду. Звезда вращается и разгоняет заряженные частицы, которые врезаются в обломки и заставляют их светиться.
Новое открытие объясняет природу многих сверхъярких сверхновых, но исследователи допускают и другие сценарии. Иногда звезду заставляет светиться ударная волна, когда она сталкивается с газом. Также источником света может служить черная дыра, если вокруг нее вращается несовпадающий аккреционный диск. В будущем астрономы планируют найти десятки сверхновых с эффектом щебета. В этом им поможет обсерватория имени Веры Рубин, когда она начнет самое масштабное исследование звездного неба.
Самое популярное
