Речовина з вибуху зір генерує магнітні поля нейтронним зорям

Вибух масивної зорі залишає після себе нейтронну зорю — неймовірно щільний об’єкт, діаметр якого часто не перевищує кілька десятків кілометрів. Хоча ці компактні залишки давно є об’єктом уваги астрономів, питання їх магнітних полів і досі викликало багато суперечок. Нещодавнє дослідження, опубліковане в журналі Nature Astronomy, пропонує нове пояснення: магнітні поля таких зір генеруються завдяки поглинанню речовини, що залишається після вибуху первинної зорі.

Як речовина впливає на магнітні поля?

У ході моделювання вчені дослідили, як залишки плазми після вибуху зір впливають на формування магнітних полів нейтронних зір. Дослідження показало, що речовина, падаючи на поверхню нейтронної зорі, створює потужний динамо-механізм. Цей процес перетворює кінетичну енергію плазми на магнітне поле. Аналогічно працюють динамо-машини на Землі, які генерують електричний струм через обертання механічних частин.

Науковці підрахували, що інтенсивність магнітного поля залежить від кількості залишкової речовини та швидкості її падіння. Якщо залишки зіркового матеріалу падають швидко та в значних обсягах, магнітне поле нейтронної зорі стає сильнішим. У випадках, коли речовини мало або вона падає з меншою швидкістю, магнітні поля виявляються слабшими. Саме це пояснення допомагає зрозуміти існування нейтронних зір з відносно слабкими магнітними полями, які раніше не вписувалися у сучасні моделі зоряної еволюції.

Магнітне поле: слабкіше, але стабільне

Дослідження також показує, що магнітні поля, які утворюються таким чином, є слабшими у 10−100 разів порівняно із типовими магнітними полями інших нейтронних зір. Проте вони точно відповідають тим характеристикам, які спостерігали астрономи у певних об’єктів цього типу.

Цікаво, що механізм формування магнітних полів може залежати й від інших факторів, таких як надпровідність у ядрах зір та динаміка плазми у надщільних умовах. Ці питання стануть предметом майбутніх досліджень, які допоможуть удосконалити теоретичні моделі.

Що це означає для астрономії?

Результати роботи можуть мати важливе значення не лише для розуміння нейтронних зір, але й для пояснення еволюції масивних зір у цілому. Зокрема, вони підтверджують, що магнітні властивості таких об’єктів залежать не лише від початкової маси зорі, але й від динаміки після її вибуху.

Поглиблене вивчення цього механізму може дати відповіді на питання про природу магнітарів — надзвичайно магнітних нейтронних зір, — а також допоможе краще зрозуміти поведінку матерії за умов екстремальних щільності та тиску.

Перспективи для майбутніх досліджень

Науковці планують розширити модель, додавши вплив надпровідності, що виникає за надщільних умов всередині нейтронних зір, та вивчити динаміку плазми детальніше. Ці вдосконалення дозволять точніше визначити, як взаємодіють плазма, магнітні поля та внутрішні шари зорі.

Розуміння цих процесів є ключовим для астрономії, адже нейтронні зорі залишаються одними з найбільш екзотичних і загадкових об’єктів у Всесвіті. Їх вивчення може відкрити нові горизонти у фізиці екстремальних умов і розумінні космічних катастроф.