Астрономы впервые рассмотрели вспышки космических магнитов

Звездные землетрясения в триллионы триллионов раз сильнее любых землетрясений . "Самые мощные магниты в космосе - это магнетары , которые обладают магнитными полями, которые примерно в 100 триллионов раз мощнее земных или в 10 триллионов раз сильнее обычного магнита на холодильник", - сказал Кевин Херли, астрофизик из Калифорнийского университета в Беркли.

Магнетар - это быстро вращающаяся нейтронная звезда, которая представляет собой труп звезды, погибшей в результате катастрофического взрыва, известного как сверхновая.

Как сказал на пресс-конференции Эрик Бернс, астрофизик из Университета штата Луизиана и соавтор нового исследования, с момента рождения магнетары остаются магнетарами только около 10 000 лет, прежде чем их магнитные поля ослабеют и превратятся в относительно обычные нейтронные звезды. Он отметил, что магнетары обычно наблюдаются в областях звездообразования, таких как галактики со вспышками звездообразования.

Предыдущие исследования показали, что магнетары регулярно взрываются рентгеновскими вспышками длительностью около одной десятой секунды, каждый из которых дает примерно такое же количество энергии, которое солнце излучает за год. За последние 40 лет астрономы видели три случая, когда магнетары в Млечном Пути и близлежащие галактики взрывались еще более яркими и энергичными вспышками рентгеновских и гамма-лучей. Однако такие гигантские вспышки были настолько мощными, что ослепляли все датчики, которые их видели, что затрудняло их детальное изучение.

Теперь исследователи могут лучше всего рассмотреть гигантскую вспышку магнетара, достаточно хорошую, чтобы помочь им установить ее возможное происхождение.

Ученые проанализировали чрезвычайно яркий гамма-всплеск GRB 200415A, который засекли пять космических обсерваторий, составляющих так называемую Межпланетную сеть. Гамма-всплески - самые мощные из известных во Вселенной взрывов, каждый из которых дает столько энергии в миллисекундах или минутах, сколько ожидается, что Солнце будет излучать за все 10 миллиардов лет своей жизни.

На пике этот взрыв был примерно в 360 триллионов раз ярче Солнца. Это примерно 100 000 лет солнечной энергии, высвобождаемой всего за 140 миллисекунд.

Межпланетная сеть триангулировала местоположение гамма-всплеска до центра соседней галактики Скульптор, формально известной как NGC 253, которая находится примерно в 11,4 миллиона световых лет от Земли. Ранее обнаруженные гамма-всплески прибыли относительно далеко от Млечного Пути, но с космической точки зрения GRB 200415A возник гораздо ближе к дому.

Гамма-всплески обычно делятся на две группы - длинные и короткие - в зависимости от того, длятся ли они больше или меньше двух секунд. Короткие гамма-всплески, скорее всего, вызваны слиянием нейтронных звезд, а длинные гамма-всплески связаны со сверхновыми.

Взрыв GRB 200415A длился всего 140 миллисекунд, почти мгновение ока. "Это так же быстро, как щелкнуть пальцами", - сказал на пресс-конференции Оливер Робертс, астрофизик из Ассоциации космических исследований университетов в Хантсвилле, штат Алабама, который провел еще одно новое исследование GRB 200415A.

Такая скорость обычно предполагает, что это был короткий гамма-всплеск. Однако картина света, наблюдаемого от этой вспышки, сильно отличалась от картины света от коротких гамма-всплесков, которые, как показали предыдущие исследования, были вызваны столкновением нейтронных звезд.

Вместо этого световая диаграмма GRB 200415A была почти копией тех, которые ранее наблюдались при гигантских вспышках магнетара. Они начинались с интенсивной вспышки длительностью около одной пятой секунды, за которой следовала цепочка импульсов длительностью от двух до 12 секунд.

По словам Робертса, причиной этой недавно обнаруженной гигантской вспышки магнетара, вероятно, было " звездотрясение " - разрыв твердой коры магнетара. Это землетрясение было огромным - силой 27,8 балла, или примерно в тысячу триллионов триллионов (10 ^ 27, или 1 с 27 нулями за ним), раз более мощным, чем самое крупное из известных землетрясений, которое было магнитудой 9,5 [землетрясение] в Чили в 1960 году.

Исследователи предположили, что это звездотрясение не только испустило яркую вспышку гамма-лучей, но и нагрело кору магнетара. Когда магнетар вращается, эта супер-горячая корка выглядит как серия ярких вспышек, которые тускнеют по мере охлаждения поверхности. Ученые добавили, что это звездотрясение, вероятно, также выбросило сгусток плазмы, движущийся со скоростью примерно 99% скорости света, сказал на пресс-конференции Никола Омодеи, астрофизик из Стэнфордского университета, участвовавший в исследовании.

Через четыре дня этот шарик столкнулся с ударной волной, созданной, когда гигантский пузырь плазмы вокруг магнетара, известный как его магнитосфера, врезался в межзвездную среду из газа и пыли между звездами со скоростью около 3,6 миллиона км / ч. Когда капля столкнулась с этой ударной волной, она произвела еще один импульс гамма-излучения, видимый через 19 секунд после первоначальной вспышки. Он отметил, что гамма-лучи во второй вспышке были даже более энергичными, чем в первой.

В целом, эти новые результаты предполагают, что, возможно, небольшой процент известных коротких гамма-всплесков вызван гигантскими магнетарными вспышками, сказал Бернс.

Ученые подробно рассказали о своих открытиях 13 января на онлайн-встрече Американского астрономического общества. Херли, Робертс и их коллеги подробно рассказали о своих выводах в двух исследованиях, опубликованных в номере журнала Nature от 14 января. Омедей и его коллеги подробно рассказали о своих выводах в Интернете 13 января в журнале Nature Astronomy.