Международная группа астрономов обнаружила нейтронную звезду с рекордно сильным магнитным полем. Результаты измерений показывают, что индукция на поверхности нейтронной звезды из двойной системы Swift J0243.6+6124 составляет целых 1,6 миллиарда тесла. Это в 24 триллиона раз больше, чем на Земле.

Нейтронные звезды — невероятно плотные объекты, которые образуются после взрыва сверхновой массивной звезды. Они являются одними из самых плотных объектов во Вселенной и уступают в этом отношении только черным дырам. Исследователи часто используют довольно четкое сравнение: чайная ложка материала нейтронной звезды весила бы на Земле около шести миллиардов тонн. Атомы внутри нейтронной звезды настолько тесно связаны друг с другом, что ведут себя так, как нигде больше не наблюдают.

Нейтронные звезды также обладают самыми сильными магнитными полями во Вселенной. Но они не все одинаковы. Среди них есть объекты с более слабыми и более сильными магнитными полями. Недавно астрономы наблюдали нейтронную звезду в двойной системе Swift J0243.6+6124, которая имеет индукцию магнитного поля на поверхности 1,6 миллиарда тесла. До сих пор рекорд составлял 1 миллиард Тесла.

Результаты исследования были опубликованы в Astrophysical Journal Letters ( DOI: 10.3847/2041-8213/ac7711 ).

Рекордное открытие

Рекордное измерение установили китайские ученые, имеющие в своем распоряжении телескоп Insight-HXMT (от Hard X-ray Modulation Telescope). Это первый китайский телескоп, способный анализировать космическое рентгеновское излучение.

Магнитное поле описывается с помощью магнитной индукции. Измеряется в Теслах. На нашей планете индукция магнитного поля у поверхности составляет всего 0,000065 Тесла. Устройства магнитно-резонансной томографии сильнее. Эти камеры могут генерировать поле до 3 тесла.

Однако эти значения ничто по сравнению с двойной нейтронной звездой Swift J0243.6+6124. В ее случае была обнаружена линия циклотронного поглощения с энергией аж 146 кэВ. Это соответствует магнитному полю около 1,6 миллиарда Тесла, что примерно в 1,5 раза превышает текущий рекорд. И это открытие сделали совместно ученые Китайской академии наук и немецкого университета Тюбингена.

Рентгеновский пульсар

Swift J0243.6+6124 — двойная система. Он состоит из нейтронной звезды и звезды-компаньона. Нейтронная звезда в этой системе — это пульсар, вращающаяся высокомеханизированная звезда, испускающая пучок электромагнитного излучения. Для второй звезды наличие пульсара, к сожалению, ничем хорошим не заканчивается, так как нейтронная звезда с гораздо более сильной гравитацией постепенно ворует газ у звезды-компаньона. Так происходит так называемый аккреционный диск. Плазма, из которой состоит диск, движется к нейтронной звезде вдоль силовых линий магнитного поля, сталкиваясь с пульсаром. Рентгеновские лучи испускаются на поверхности нейтронной звезды. Это не останавливается на достигнутом: время от времени это излучение может быть импульсным.

Излучение, испускаемое нейтронной звездой, проходит через ее магнитное поле, прежде чем уйти в космос. Это оставляет характерные следы в спектре, называемые линиями циклотронного поглощения. Считается, что это вызвано поглощением рентгеновских лучей электронами, движущимися вдоль сильного магнитного поля. Энергия этих поглощающих структур соответствует напряженности магнитного поля на поверхности нейтронной звезды. Таким образом, его можно использовать для прямого измерения напряженности магнитного поля на поверхности такой звезды.

А вот так была измерена напряженность магнитного поля в случае двойной системы Swift J0243.6+6124. Наблюдения, сделанные телескопом Insight-HXMT, позволили ему измерить энергию до 146 кэВ, что соответствует напряженности магнитного поля около 1,6 миллиарда Тесла.