Телескоп NICER увидел движение горячих пятен на магнитаре

Астрономы при помощи рентгеновского монитора NICER впервые зафиксировали движение и слияние горячих пятен на магнитаре в состоянии активности. Предполагается, что за движение и возникновение пятен ответственны тектоническое движение коры магнитара и ее взаимодействие с магнитосферой звезды. Статья опубликована в The Astrophysical Journal Letters.

Магнитары представляют собой редкий тип нейтронных звезд, которые обладают очень сильными магнитными полями с напряженностями выше 10¹⁴ гаусс. Они могут демонстрировать длительную вспышечную активность, которая начинается с увеличения потока рентгеновского излучения на три порядка, что сопровождается резкими изменениями свойств излучения от нейтронной звезды, а также его сильной временной изменчивостью. Всплески активности длятся от нескольких месяцев до лет, по мере их затухания свойства источника возвращаются в обычное, спокойное состояние. Исследования активности магнитаров позволяют разобраться в процессах, идущих в его магнитосфере и на поверхности нейтронной звезды. 

Группа астрономов во главе с Джорджем Юнесом (George Younes) из Университета Джорджа Вашингтона опубликовала результаты анализа данных наблюдений за магнитаром SGR 1830-0645 в мягком рентгеновском диапазоне при помощи монитора NICER, установленного на МКС, в период с 10 октября по 17 ноября 2020 года. Первоначально этот магнитар был обнаружен во время начала вспышки активности 10 октября 2020 года космической обсерваторией «Swift», он расположен в созвездии Щита, на расстоянии около 13 тысяч световых лет от Солнца. Один оборот вокруг своей оси магнитар совершает за 10,4 секунды, его магнитное поле было оценено в 2,7×10¹⁴ гаусс, а возраст — в 24,3 тысячи лет.

Ученые обнаружили три медленно движущихся горячих пятна на магнитаре, два из которых в процессе перемещения слились. Есть два физических сценария наблюдаемой эволюции потока мягкого рентгеновского излучения от магнитара: пластическое движение коры нейтронной звезды и раскручивание магнитосферы. Эти два сценария предполагают две наиболее вероятных причины нагрева поверхности магнитара во время вспышек: выделение энергии в коре звезды или бомбардировка ее поверхности ускоренными частицами в скрученном внешнем магнитном поле.

В первом случае выделение энергии будет связано с тектоническим движением коры магнитара со скоростью менее ста метров в сутки. Во втором случае за нагрев областей на поверхности звезды ответственна бомбардировка заряженными частицами из магнитосферы, а горячие точки представляют собой места, где структуры, созданные магнитным полем, и чем-то напоминающие солнечные корональные петли, встречаются с поверхностью магнитара. В этом случае миграция пятна может быть связана с движением точки основания силовых линий.

Ранее мы рассказывали о том, как телескоп «Чандра» обнаружил «двуличность» самого молодого магнитара Млечного Пути.

Александр Войтюк