За първи път е намерена звезда - партньор на магнетар - обекти с най-мощните магнитни полета в известната Вселена.
Това откритие на екип европейски астрофизици с помощта на "Много големия телескоп" (Very Large Telescope - VLT) на Европейска Южна обсерватория (ESO), помага да се обясни как се образуват магнетарите - загадка, датираща от 35 години - и защо тези точно звезди не са колапсирали в черна дупка.
Оказа се, че те могат да се появят в резултат на експлозии на свръхнови, родени в двойна звездна система.
Откритията на учените са представени в списание Nature.
Когато масивна звезда колапсира от силата на собствената си гравитация по време на експлозия на свръхнова, тя образува или неутронна звезда, или черна дупка. Магнетарите са необичайна и много екзотична форма на неутронна звезда. Подобно на всички неутронни звезди, те са малки и изключително плътни - една чаена лъжичка материал от неутронна звезда би имал маса от около един милиард тона - но те също имат и изключително мощни магнитни полета. Повърхността на магнетарните отделят огромни количества гама лъчи, когато претърпят внезапно сътресение в резултат на огромните напрежения в техните кори.
„Около десет процента от всички познати ни във Вселената звезди имат мощни магнитни полета и въпреки че са наблюдавани за първи път през 1947 г., все още не е ясно как се образуват“, отбелязва Фабиан Шнайдер (Fabian R. N. Schneider), водещ автор на изследването от Центъра за астрономия, Университет в Хайделберг, Германия.
Изглед на небето около звездния клъстер Westerlund 1. Кредит: ESO
Звездният клъстер Westerlund 1, разположен на 16 000 светлинни години от нас в южното съзвездие на Ара (Олтар), е приютил един от двайсетината известни магнетари в Млечния път. Нарича се CXOU J164710.2-455216 и много озадачи астрономите.
„В нашата по-ранна работа (eso1034) показахме, че магнетарът в клъстера Westerlund 1 (eso0510) трябва да се е родил при експлозивната смърт на звезда, около 40 пъти по-масивна от Слънцето. Но това представлява проблем, тъй като се очаква звездите от такава маса да колапсират, образувайки черни дупки след смъртта си, а не неутронни звезди. Не бе ясно как може да се превърне в магнетар“, разказва Саймън Кларк (Simon Clark), водещ автор на статията.
Астрофизиците предлагат решение на тази загадка. Те предполагат, че магнетарът се е образувал чрез взаимодействието на две много масивни звезди, обикалящи една около друга в двойна система, толкова компактна, че се побира в орбитата на Земята около Слънцето.
Но досега около магнетара във Westerlund 1 не бе открита друга звезда придружител, така че астрономите с помощта на VLT търсят в други части на клъстера като обръщат особено внимание на т. нар. "избягали звезди" - обекти, изтръгнали се от клъстера с голяма скорост - които може би са били изхвърлени от орбита от експлозията на свръхновата, образувала магнетара.
И установяват, че има една звезда, известна като Westerlund 1-5, която е направила точно това.
"Не само че тази звезда има очакваната висока скорост, ако се отдалечава от експлозия на свръхнова, но комбинацията от ниската й маса, високата светимост и богатия на въглерод състав изглежда невъзможно да се повтори случайно в една звезда. Това е категорично доказателство, че трябва първоначално [двете звезди] да са формирани в двойна система“, добавя Бен Ричи (Ben Ritchie), съавтор на новата статия.
Кадър от симулацията на раждането на масивна звезда със силно магнитно поле. Интензивността на цвета показва силата на магнитното поле, а щтриховането отразява посоката на линиите му. Кредит: Ohlmann/Schneider/Röpke
Това откритие позволи на астрофизиците да реконструират историята на звездите, която обяснява защо се образувал магнетар на мястото на очакваната черна дупка.
В първия етап на този процес по-масивната звезда на двойката започва да изчерпва горивото си, прехвърляйки външните си слоеве към по-малко масивния си спътник - който е предопределен да стане магнетар - което го кара да се върти все по-бързо и по-бързо. Това бързо въртене изглежда е основният фактор за образуването на ултрасилното магнитно поле на магнетара.
На втория етап, в резултат на този трансфер на маса, самият спътник става толкова масивен, че от своя страна изхвърля голямо количество от наскоро натрупаната маса. Голяма част от тази маса се губи, но част от нея се връща на първоначалната звезда, която и до днес виждаме да свети като Westerlund 1-5.
Звездният клъстер Westerlund 1 и позициите на магнетара и неговата вероятна бивша придружителка. Кредит: ESO
„Именно този процес на обмен на материал дава на Westerlund 1-5 уникалната химическа характеристика и позволява на масата на спътника му да се свие до достатъчно ниски нива, че вместо черна дупка се роди магнетар“, заключава членът на екипа Франсиско Наджаро (Francisco Najarro).
Изглежда, че наличието на двойна система може да бъде важен компонент в рецептата за магнетар. Бързото въртене, създадено чрез пренос на маса между двете звезди, изглежда е необходимо за създаване на свръхсилно магнитно поле, а след това втората фаза на пренос на маса позволява на съществуващия магнетар да намалее достатъчно, така че да не се свие до черна дупка в момента на смъртта си.
Справка:
F.R.N. Schneider, S.T. Ohlmann, P. Podsiadlowski, F.K. Röpke, S.A. Balbus, R. Pakmor, V. Springel. Stellar mergers as the origin of magnetic massive stars. Nature, 2019 DOI: 10.1038/s41586-019-1621-5
Източник:
Magnetars are the most powerful magnets in the universe
Още по темата
Космос
Малък ярък магнетар попречи на снимката на черната дупка на Млечния път
Космос
Причината за бързите радиоимпулси са екзотични източници с безпрецедентна мощност (видео)
Космос
Регистрирана е нова серия от 15 загадъчни бързи радиоимпулси
Коментари
Моля, регистрирайте се от TУК!
Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!
Няма коментари към тази новина !
Последни коментари