Астрономы обнаружили джет у «неправильной» нейтронной звезды
Астрономы обнаружили джет, исходящий от нейтронной звезды с крайне сильным магнитным полем, сообщается в журнале Nature. Ранее считалось, что такие звезды не способны создавать узконаправленные потоки плазмы. Открытие заставляет ученых пересмотреть современные теории образования джетов.
Когда звезда с массой в несколько раз больше солнечной подходит к финальной стадии эволюции, происходит взрыв сверхновой, в результате которого образуется нейтронная звезда. Она отличается крайне высокой плотностью, сильным магнитным полем и небольшим радиусом — порядка всего 10 километров. Как и черные дыры, нейтронные звезды способны испускать джеты — узконаправленные потоки разогнанных до очень высоких скоростей частиц. Ранее исключением считались лишь объекты с магнитным полем, индукция которого выше 1012 гаусс (для сравнения, для Земли это значение составляет около единицы), однако теперь ученые обнаружили, что даже такие нейтронные звезды способны формировать джеты.
Астрономы под руководством Вана ден Эйндена (Van den Eijnden) из Амстердамского университета наблюдали за Swift J0243.6+6124 (Sw J0243) — первым ультраярким рентгеновским пульсаром, обнаруженным в Млечном Пути. Он был открыт в 2017 году космической обсерваторией Swift (отсюда и название). Объект представляет собой медленно вращающуюся нейтронную звезду, которая вытягивает на себя материал другой звезды-компаньона, вероятно намного большей, чем наше Солнце.
Во время наблюдений на телескопе VLA исследователи обнаружили, что во время пульсаций от объекта исходит не только рентгеновское, но и радиоизлучение. Кроме того, яркость системы в радиодиапазоне начала убывать, когда рентгеновское излучение нейтронной звезды достигло максимума и начало уменьшаться. Обычно такое поведение характерно для систем, в которых существует джет.
Стандартные теории предполагают, что поток разогнанных до высоких скоростей частиц запускается магнитным полем во внутренних частях аккреционного диска. Однако если магнитное поле звезды слишком сильное, оно будет подавлять рождение джета. Тем не менее, открытие астрономов говорит о том, что, вероятно, возможны и другие механизмы. Так, ученые предполагают, что потоки плазмы могут образовываться благодаря вращению нейтронной звезды, а не влиянию магнитного поля (процесс Блэнфорда — Знаека). Эта теория предполагает, что у медленно вращающихся пульсаров джет будет слабее — именно это и наблюдается в системе Swift J0243.
Астрономы считают, что пульсар Sw J0243 может быть представителем целого класса объектов, чье радиоизлучение было слишком слабым, чтобы заметить его с помощью старых инструментов. С помощью VLA, возможно удастся найти и другие подобные объекты, и тогда ученые смогут однозначно определить, как образуются джеты у нейтронных звезд.
В этом году астрономам впервые удалось полностью проследить за тем, как черная дыра разрывает звезду и формирует из ее вещества джет, а также разглядеть структуру джета вблизи сверхмассивной черной дыры.
Кристина Уласович
Это молодые звезды, еще не вышедшие на главную последовательность
Астрономы нашли наблюдательные доказательства того, что одним из типов неопознанных космических источников высокоэнергетического гамма-излучения могут быть молодые звезды типа Т Тельца в областях звездообразований. Гамма-кванты рождаются во время очень мощных рентгеновских вспышек на таких звездах. Статья опубликована в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Молодые звездные объекты малой массы способны генерировать рентгеновское излучение, причем их активность в этом плане может быть больше, чем у звезд главной последовательности. В частности, звезды типа Т Тельца обычно демонстрируют быстропеременное жесткое рентгеновское излучение. Предполагается, что мощные рентгеновские мегавспышки, иногда возникающие на таких объектах из-за пересоединения магнитных силовых линий и нагревающие плазму, могут быть идеальными кандидатами в зоны ускорения частиц до релятивистских энергий и, как следствие, источниками гамма-излучения. Если эта идея, выдвинутая в 2011 году, верна, то можно объяснить природу ряда неопознанных источников гамма-излучения, найденных космическим телескопом «Ферми» в областях звездообразования Млечного Пути. Группа астрономов во главе с Агостиной Филокомо (Agostina Filócomo) из Университета Насьональ де Рио-Негро — Седе Атлантика (UNRN — Sede Atlántica) представила наблюдательные доказательства этой теории. Она проанализировала данные наблюдений за источниками гамма-квантов в диапазоне энергий от ста мегаэлектронвольт до трехсот гигаэлектронвольт в отражательной туманности NGC 2071 в созвездии Ориона, полученные за 14 лет работы телескопа «Ферми» Ученые определили со статистической значимостью 3,2 сигмы, что в туманности есть непостоянный по времени (был активен около двух лет) источник гамма-излучения, порождавший кванты с энергиями выше ста гигаэлектронвольт. NGC 2071 представляет собой область звездообразования, содержащую популяцию протозвезд малой массы, поэтому исследователи считают, что именно мегавспышки звезд Т Тельца могут порождать высокоэнергетическое гамма-излучение. Оценка частоты подобных явлений — одно каждые 13,2 года при энергии вспышек 1037—1038 эрг. Однако стоит отметить, что, хотя в настоящее время это единственный сценарий, хорошо объясняющий данные наблюдений, он требует дальнейшей наблюдательной проверки. Ранее мы рассказывали о том, как выглядят пылевые «крылья» у звезды типа Т Тельца.