На этой иллюстрации из нейтронной звезды магнетара извергается мощный рентгеновский всплеск. (Изображение предоставлено: Центр космических полетов имени Годдарда НАСА / Крис Смит (USRA))
Ученые недавно сообщили, что плотная магнитная звезда сильно вспыхнула и выбросила столько же энергии, сколько миллиард солнц – и произошло это за доли секунды.
Этот тип звезд, известный как магнетар, представляет собой нейтронную звезду с исключительно сильным магнитным полем, и магнетары часто вспыхивают эффектно и без предупреждения. Но даже несмотря на то, что магнетары могут быть в тысячи раз ярче, чем наше Солнце, их извержения настолько кратковременны и непредсказуемы, что астрофизикам сложно их найти и изучить.
Однако недавно исследователям удалось поймать одну из этих вспышек и рассчитать колебания яркости магнетара во время его извержения. Ученые обнаружили, что далекий магнетар высвободил столько энергии, сколько наше Солнце производит за 100 000 лет, и это произошло всего за 1/10 секунды. (1)
Нейтронная звезда образуется, когда массивная звезда коллапсирует в конце своей жизни. По данным NASA, когда звезда умирает в виде сверхновой, протоны и электроны в ее ядре превращаются в сжатую солнечную массу, которая сочетает в себе интенсивную гравитацию с высокоскоростным вращением и мощными магнитными силами. В результате нейтронная звезда имеет массу примерно от 1,3 до 2,5 солнечных (одна солнечная масса равна массе нашего Солнца или около 330 000 планет Земля), заключенных в сферу диаметром всего 20 километров. (2)
Вещество в нейтронных звездах настолько плотно упаковано, что количество размером с кубик сахара будет весить более 900 миллионов тонн, а гравитационное притяжение нейтронной звезды настолько велико, что проходящий мимо маршмэллоу ударил бы поверхность звезды с силой 1000 водородных бомб, по данным NASA. (3)
Магнетары – это нейтронные звезды с магнитными полями, которые в 1000 раз сильнее, чем у других нейтронных звезд, и они более мощные, чем любой другой магнитный объект во Вселенной. Наше Солнце меркнет по сравнению с этими яркими, плотными звездами, даже когда они не извергаются, говорится в заявлении ведущего автора исследования Альберто Х. Кастро-Тирадо, профессора-исследователя Института астрофизики Андалусии при Высшем совете по научным исследованиям Испании.
«Даже в неактивном состоянии магнетары могут быть в 100 000 раз ярче, чем наше Солнце,» – сказал Кастро-Тирадо. «Но в случае изученной нами вспышки – GRB2001415 – высвободившаяся энергия эквивалентна той, которую излучает наше Солнце за 100 000 лет».
Гигантская вспышка
Магнетар, вызвавший кратковременное извержение, расположен в галактике Скульптор, спиральной галактике примерно в 13 миллионах световых лет от Земли, и является «настоящим космическим монстром,» – сказал соавтор исследования Виктор Реглеро, директор лаборатории обработки изображений UV. Исследователи сообщили 22 декабря в журнале Nature, что гигантская вспышка была обнаружена 15 апреля 2020 года прибором мониторинга взаимодействия атмосферы и космоса (ASIM) на Международной космической станции. (4)
Искусственный интеллект (ИИ) в ASIM обнаружил вспышку, что позволило исследователям проанализировать этот короткий, сильный всплеск энергии; вспышка длилась всего 0,16 секунды, а затем сигнал затухал так быстро, что его почти невозможно было отличить от фонового шума в данных. Авторы исследования потратили более года на анализ двух секунд сбора данных ASIM, разделив событие на четыре фазы в зависимости от выходной энергии магнетара, а затем измерив изменения магнитного поля звезды, вызванные энергетическим импульсом, когда он был на пике.
Это почти, как если бы магнетар решил транслировать свое существование «из своего космического одиночества,» крича в космическую пустоту с силой «миллиарда солнц,» – сказал Реглеро.
Только около 30 магнетаров были идентифицированы из примерно 3000 известных нейтронных звезд, и это самая далекая вспышка, обнаруженная на сегодняшний день. Ученые подозревают, что извержения, подобные этому, могут быть вызваны так называемыми звездными землетрясениями, которые нарушают упругие внешние слои магнетаров, и это редкое наблюдение может помочь исследователям объяснить стрессы, которые вызывают энергетические «отрыжки» магнетаров, согласно исследованию.
Работает экологическим и научным журналистом более 15 лет. Пишет о науке, культуре, космосе и устойчивом развитии. Внештатный автор сайта «Знание – свет».
