За допомогою встановленого на МКС телескопа NICER астрономам вперше вдалося зафіксувати рух гарячих плям на поверхні магнітара. Три яскраві у рентгенівському діапазоні точки рухалися магнітаром, а дві з них згодом злилися в одну. За словами науковців, таку активність можна пояснити рухом кори світила або її взаємодією з його потужною магнітосферою. Стаття доступна у журналі The Astrophysical Journal Letters.
Телескоп NICER. NASA
Як поводяться магнітари?
Магнітарами називають нейтронні зірки з надзвичайно сильним магнітним полем, що утворюються із зірок з початковою масою близько 40 мас Сонця. Їхня магнітосфера може сягати 10¹⁴гаусів, а свою активність вони проявляють різкими сплесками, збільшуючи свій спокійний потік рентгенівського випромінювання більш як на три порядки, що супроводжується спектральними змінами поверхневого теплового і магнітосферного випромінювання, змінними у часі. Такі спалахи можуть тривати і місяцями, і роками, протягом яких всі характеристики світила у ході затухання повертаються до свого нормального стану.
І дослідження таких періодів активності цього екстремального типу зірок стає у пригоді для вивчення процесів, які відбуваються у їхніх надрах. І автори цієї роботи, астрономи з Америки, Британії і Туреччини, представили результати дослідження магнітара SGR 1830−0645, що знаходиться на відстані 13 тисяч світлових років від Сонця, за допомогою встановленого на Міжнародній космічній станції телескопа NICER.
Телескоп NICER. NASA
Що це за зірка?
Яскраве джерело рентгенівського випромінювання SGR 1830−0645, за яким помітили характерне магнітарам обертання, знайшли через спалах 10 жовтня 2020 року за допомогою орбітальної обсерваторії Swift, яка спостерігає за космічними гамма-спалахами. SGR 1830−0645 обертається кожні 10,4 секунди, а його магнітне поле оцінили у 2,7х1014 гаусів. Вік зірки оцінили у 24,3 тисячі років. NICER спостерігав за магнітаром майже щодня з моменту його відкриття до 17 жовтня 2020, після чого спостереженням завадило зближення із Сонцем. Моніторингову кампанію вдалося відновити вже 10 лютого 2021 і до травня, завдяки чому в астрономів з'явилася можливість простежити за поведінкою зорі та порівняти дані за різні періоди її активності.
Використовуючи майже щоденні спостереження NICER протягом перших 37 днів згасання після зафіксованого спалаху, астрономи помітили, що рентгенівське випромінювання зірки демонструє три близькі піки при кожному обороті. Причому, попри складну початкову форму імпульсу, значної зміни температури не відбулося. Спостережувані піки виявилися трьома окремими областями, набагато гарячішими, ніж решта поверхні зірки, які то з'являлися, то зникали з поля зору телескопа. Це три гарячі плями, які повільно рухалися по SGR 1830−0645, дві з яких згодом злилися в одну.
37-денне відстеження активності рентгенівського випромінювання SGR 1830. NASA / NICER / G. Younes et al.
Звідки у магнітара така активність?
На думку вчених, на спостереженнях видно єдину активну область магнітара, де кора частково розплавилася та почала деформуватися під впливом магнітного поля. На пояснення своїм спостереженням астрономи висунули дві теорії: таку еволюцію потоку рентгенівського випромінювання може спричинити пластичний рух кори зірки або розкручування магнітосфери. Ці два варіанти вмотивовані найбільш імовірними причинами нагрівання поверхні зірки під час спалаху: або внаслідок виділення енергії у корі світила, або через бомбардування її поверхні прискореними частинками у скрученому зовнішньому магнітному полі.
У першому випадку виділення енергії пов'язане із тектонічним рухом кори зірки зі швидкістю, меншою за сто метрів на добу. А в другому, у випадку бомбардування зарядженими частинками, ці гарячі рухливі точки будуть створені магнітним полем та являтимуть собою структури подібні сонячним корональним петлям, а їхній рух визначать силові лінії магнітного поля. В обох випадках спалах ініціюється пружним руйнуванням кори, але у випадку SGR 1830−0645 ці сценарії можуть діяти одночасно.
Також раніше ми розповідали, як у радіоджерелі, яке пульсує кожні 18 хвилин, запідозрили магнітар, а у вже підтвердженому магнітарі Чумацького Шляху врешті розібралися із розкладом гамма-сплесків. А наймолодший магнітар нашої галактики виявився схожим на пульсар, бо надто швидко обертається і випромінює регулярні світлові імпульси.