Співробітники Пулковскої астрономічної обсерваторії РАН вперше виявили свідчення присутності сильного магнітного поля в аккреціонному потоці зоряної системи.

Раніше щось подібне виявлялося тільки стосовно чорних дірок і нейтронних зірок, передає CyberSecurity.ru.

У 1971 році радянський фізик Віктор Шварцман вперше показав, що присутність сильного магнітного поля в речовині, що захоплюється чорною діркою, може істотно змінити весь процес поглинання в цілому. Власне магнітне поле потоку, за певних умов, виявляється здатним зупинити процес падіння речовини на значній відстані від чорної дірки, яка іменується радіусом Шварцмана.

Радянські учені в 1974 році прийшли до висновку, що вплив сильного поля аккреціонного потоку приводить до утворення навколо чорної дірки магнітної пластини, що нагадує аккреціонний диск, який практично не обертається.

Наступні численні спроби знайти підтвердження такого сценарію не приводили до успіху через технічні труднощі перевірки прогнозів моделі магнітної аккреції (поглинання) на чорні дірки.

Положення, проте, радикально змінилося, коли співробітниками Пулковської обсерваторії вперше в світовій практиці була зроблена спроба моделювання магнітної аккреції на нейтронні зірки, які, знаходячись у складі масивних подвійних систем, проявляють себе як рентгенівські пульсари.

Багато питань щодо природи цих "добре вивчених" систем до теперішнього часу залишаються без відповіді.

"На розгляд питання про можливість магнітної аккреції в рентгенівських пульсарах нас наштовхнув дуже високий темп гальмування обертання нейтронної зірки, що епізодично спостерігався в системі GX 301-2. Пояснити цей феномен в рамках стандартних моделей - сферичної або дискової аккреції - можна лише припустивши, що магнітне поле зірки перевершує 200 Гігагаусс. Проте величина магнітного поля виявляється в 100 разів меншою", - розповідає співробітник Пулковської астрономічній обсерваторії РАН Назар Іхсанов.

У 2011 році був виявлений ще один об'єкт зі схожою поведінкою - астрономи виявили "загальмовані" останки наднової - рентгенівський пульсар SXP 1062, розташований в плазмовій хмарі, що залишилася від вибуху.

При відносно юному віці (всього 20 тис. років) ця нейтронна зірка обертається з дивно довгим періодом (1062 секунди), який епізодично збільшується з високим темпом.

Пояснити походження і поведінку такого об'єкту в рамках стандартної моделі виявляється неможливо. Але на допомогу приходить сценарій магнітної аккреції, в рамках якого поява такого пульсара виявляється швидше закономірною.

"Магнітна аккреция в рентгенівських пульсарах реалізується в тому випадку, якщо радіус Шварцмана перевершує канонічний Альвеновський радіус нейтронної зірки. Інакше, процес падіння речовини описується стандартною моделлю дискової аккреції. Узявши це за основу, ми виявили, що темп гальмування нейтронних зірок, що знаходяться в умовах магнітної аккреції, дійсно повинен бути істотно вищим, ніж темп гальмування зірок, що поглинають речовину без магнітного поля", - пояснює Іхсанов.

Умовно кажучи, це відбувається тому, що вплив магнітного поля аккреціонного потоку приводить до зміни не тільки його структури, але і механізму взаємодії падаючої речовини з магнітним полем самої зірки.

Речовина на внутрішньому радіусі магнітної пластини накопичується до тих пір, поки її відтік з пластини в магнітосферу унаслідок дифузії і перезамикань силових ліній магнітного поля, не порівняється з притоком газу, що захоплюється зіркою зі свого оточення.

Це призводить до великої щільності плазми на межі магнітосфери і значного збільшення темпу гальмування обертання нейтронної зірки.

Пульсар, точніше радіопульсар, є нейтронною зіркою. Вона випускає вузьконаправлені потоки радіовипромінювання, і в результаті обертання нейтронної зірки потік потрапляє у поле зору зовнішнього спостерігача через рівні проміжки часу - так утворюються імпульси пульсара.

Дещо пізніше були відкриті джерела періодичного рентгенівського випромінювання,названі рентгенівськими пульсарами. Як і радіо-, рентгенівські пульсари є сильно замагніченими нейтронними зірками.

На відміну від радіопульсарів, що витрачають власну енергію обертання на випромінювання, рентгенівські пульсари випромінюють за рахунок "пожирання" речовини зірки-сусіда, тоді як сусід під дією пульсара поступово перетворюється на білого карлика.

Як наслідок, маса пульсара поволі росте, збільшується його момент інерції і частота обертання, тоді як радіопульсари з часом, навпаки, сповільнюються.

Звичайний пульсар здійснює оборот за час від декількох секунд до декількох десятих часток секунди, а рентгенівський пульсар робить сотні оборотів в секунду.

Несподівано загальмований пульсар учені знайшли майже рік тому. І тільки зараз зрозуміли, що до чого.