У 2020 році дослідники зафіксували швидкий радіосплеск від нейтронної зірки SGR 1935+2154 з потужним магнітним полем. У 2022-му радіосплеск від того ж об’єкта повторився, а швидкість обертання зірки стала стрімко змінюватися.
SGR 1935+2154 / © Wikimedia
Обертові нейтронні зірки з потужним магнітним полем називають магнітарами. Магнітне поле такої зірки сильніше 100 трильйонів гауссів, що в 100 трильйонів разів більше за магнітне поле Землі. Перший магнітар SGR 1900+14 був зафіксований у сузір’ї Орла 1998 року.
Нейтронні зірки здатні випромінювати в радіо- і рентгенівському діапазоні. Випромінювання виходить від полюсів магнітарів, а земні прилади реєструють сигнал завдяки постійному обертанню космічного об’єкта. Швидкість обертання магнітарів величезна, що вимагає колосальної енергії для її підтримки. У підсумку частота обертання нейтронних зірок з часом зменшується через втрату енергії.
Але іноді, з поки що незрозумілих науці причин, з такими об’єктами відбуваються глітчі. Глітчі – це несподіване збільшення частоти обертання і випромінювання магнітарів і пульсарів. Два глітчі, про які розповіли автори нової роботи, сталися 2022 року з магнітаром SGR 1935+2154 і стали одними з найсильніших за всю історію астрономічних спостережень. Між глітчами обертання зірки різко зменшувалося, а частота випромінювання в рентгенівському діапазоні знижувалася.
За допомогою канадського інтерферометричного телескопа (CHIME), радіотелескопа Грін-Бенк, рентгенівської обсерваторії на борту Міжнародної космічної станції (NICER) та космічного телескопа жорсткого рентгенівського діапазону (nuSTAR) дослідники отримали масив даних про швидкість обертання SGR 1935+2154 і сплески випромінювання.
- Вчені виявили рідкісний магнітний пропелер в бінарній зоряній системі
- Фахівці відкрили одну з найбільш близьких до Землі екзопланет
- Інфрачервоні телескопи покажуть вибухи зірок в запорошених галактиках
Учені вважають, що стрімке зменшення швидкості обертання SGR 1935+2154 між глітчами відбувалося через магнітосферні вихори. Магнітосферний вітер – екзотичне явище для Сонячної системи. Воно вносить зміни в геометрію магнітного поля, створюючи момент обертання. У 2020 році такий вихор тривав 10 годин у піковій фазі.
На думку дослідників, швидке уповільнення обертання, спричинене магнітосферними вихорами, після першого глітча призвело до подальшого збільшення обертання і до другого глітча. Річ у тім, що глітч призводить до різкого коригування обертання всієї зірки. Усередині магнітару змінюється рух надплинного середовища щодо решти частини зірки.
На їхню думку, кілька десятків відсотків магнітару існують у надплинному стані.
Також виявилося, що рентгенівське випромінювання і радіосплески відбуваються в різний час. Радіовплески з’являються під час зменшення випромінювання в рентгенівському діапазоні. Автори висунули гіпотезу, за якою швидкі радіосплески виникають через різке зменшення і подальше збільшення швидкості обертання магнітару. Прискорення компенсує пригальмовування обертання, викликане сильними магнітосферними вітрами.
Своєю чергою, активна фаза рентгенівського випромінювання тривала близько двох днів і відбувалася в середньому один раз на хвилину. Згодом частота сягнула піка – чотири сплески за хвилину, а потім знизилася менш ніж до 10 відсотків порівняно з часом до виникнення глітча.
Дослідники припустили, що за м’яке рентгенівське випромінювання (з довжиною хвилі понад 0,1-0,2 нанометра) здебільшого відповідальне теплове випромінювання, яке виходить із поверхні магнітару, а жорстке рентгенівське випромінювання (довжина хвилі менше ніж 0,1-0,2 нанометра) походить від магнітосфери нейтронної зірки.
Учені планують продовжити вивчення магнітарів, але тепер сконцентруватися на динаміці випромінювання плазмових вітрів, які відіграють роль у втраті маси зірки.