Сотрудники
Пулковской астрономической обсерватории РАН впервые обнаружили
свидетельства присутствия сильного магнитного поля в аккреционном
потоке звездной системы.
Ранее нечто подобное обнаруживалось только применительно к черным дырам и нейтронным звездам, передает CyberSecurity.ru.
В 1971 году советский физик Виктор Шварцман впервые показал, что
присутствие сильного магнитного поля в веществе, захватываемом черной
дырой, может существенно изменить весь процесс поглощения в целом.
Собственное магнитное поле потока, при определенных условиях,
оказывается способным остановить процесс падения вещества на
значительном расстоянии от черной дыры, которое именуется радиусом
Шварцмана.
Советские ученые в 1974 году пришли к выводу, что влияние сильного
поля аккреционного потока приводит к образованию вокруг черной дыры
магнитной пластины, напоминающей аккреционный диск, но практически не
вращающейся.
Последовавшие за этим многочисленные попытки найти подтверждения
такого сценария не приводили к успеху в силу технических трудностей
проверки предсказаний модели магнитной аккреции (поглощения) на черные
дыры.
Положение, однако, радикально изменилось, когда сотрудниками
Пулковской обсерватории впервые в мировой практике была предпринята
попытка моделирования магнитной аккреции на нейтронные звезды, которые,
находясь в составе массивных двойных систем, проявляют себя как
рентгеновские пульсары.
Многие вопросы относительно природы этих "хорошо изученных" систем до настоящего времени остаются не отвеченными.
"На рассмотрение вопроса о возможности магнитной аккреции в
рентгеновских пульсарах нас натолкнул очень высокий темп торможения
вращения нейтронной звезды, эпизодически наблюдаемый в системе GX
301-2. Объяснить этот феномен в рамках стандартных моделей -
сферической или дисковой аккреции - можно лишь предположив, что
магнитное поле звезды превосходит 200 Гигагаусс. Однако величина
магнитного поля оказывается в 100 раз меньше", - рассказывает сотрудник
Пулковской астрономической обсерватории РАН Назар Ихсанов.
В 2011 году был обнаружен еще один объект со схожим поведением –
астрономы обнаружили "заторможенные" останки сверхновой - рентгеновский
пульсар SXP 1062, расположенный в оставшемся от взрыва плазменном
облаке.
При относительно юном возрасте (всего 20 тыс. лет) эта нейтронная
звезда вращается с удивительно долгим периодом (1062 секунды), который
эпизодически увеличивается с высоким темпом.
Объяснить происхождение и поведение такого объекта в рамках
стандартной модели оказывается невозможно. Но на помощь приходит
сценарий магнитной аккреции, в рамках которого появление такого
пульсара оказывается скорее закономерным.
"Магнитная аккреция в рентгеновских пульсарах реализуется в том
случае, если радиус Шварцмана превосходит канонический Альвеновский
радиус нейтронной звезды. В противном случае, процесс падения вещества
описывается стандартной моделью дисковой аккреции. Взяв это за основу,
мы обнаружили, что темп торможения нейтронных звезд, находящихся в
условиях магнитной аккреции, действительно должен быть существенно выше
темпа торможения звезд, поглощающих вещество без магнитного поля", -
объясняет Ихсанов.
Условно говоря, это происходит потому, что влияние магнитного поля
аккреционного потока приводит к изменению не только его структуры, но и
механизма взаимодействия падающего вещества с магнитным полем самой
звезды.
Вещество на внутреннем радиусе магнитной пластины накапливается до
тех пор, пока его отток из пластины в магнитосферу вследствие диффузии и
перезамыканий силовых линий магнитного поля, не сравняется с притоком
газа, захватываемым звездой из своего окружения.
Это приводит к большим плотностям плазмы на границе магнитосферы и
значительному увеличению темпа торможения вращения нейтронной звезды.
Пульсар, точнее радиопульсар, представляет собой нейтронную звезду.
Она испускает узконаправленные потоки радиоизлучения, и в результате
вращения нейтронной звезды поток попадает в поле зрения внешнего
наблюдателя через равные промежутки времени — так образуются импульсы
пульсара.
Несколько позже были открыты источники периодического рентгеновского
излучения, названные рентгеновскими пульсарами. Как и радио-,
рентгеновские пульсары являются сильно замагниченными нейтронными
звёздами.
В отличие от радиопульсаров, расходующих собственную энергию вращения
на излучение, рентгеновские пульсары излучают за счёт "пожирания"
вещества звезды-соседа, в то время как сосед под действием пульсара
постепенно превращается в белого карлика.
Как следствие, масса пульсара медленно растёт, увеличивается его
момент инерции и частота вращения, в то время как радиопульсары со
временем, наоборот, замедляются.
Обычный пульсар совершает оборот за время от нескольких секунд до
нескольких десятых долей секунды, а рентгеновский пульсар делает сотни
оборотов в секунду.
Неожиданно заторможенный пульсар учёные нашли почти год назад. И только сейчас поняли, что к чему.