Сердце магнетара: Облака из электронов
Нейтронные звезды представляют собой останки массивных (в десятки раз крупнее Солнца) звезд, коллапсировавших в ходе взрывов сверхновых. Внешняя оболочка такой звезды отбрасывается, а внутренние слои быстро коллапсируют под собственной тяжестью, образуя тела поразительной плотности: нейтронная звезда диаметром несколько десятков километров весит больше Солнца! Вещество такой звезды называется «вырожденным»: электроны в его атомах «упали» на протоны, и оно состоит только из нейтронов. Чайная ложечка вырожденного вещества будет весить сотни миллионов тонн.
Все нейтронные звезды характеризуются чрезвычайно быстрым вращением и мощным магнитным полем. Но магнитное поле некоторых из них сильно просто невероятно — до 1011 Тл — в тысячи раз превышая мощность магнитного поля других нейтронных звезд, оно способно убить все живое на расстоянии многих тысяч километров. А уж данные с магнитных носителей сотрутся уже с миллионов километров. Это и есть магнетары.
На сегодняшний день известно около 150-ти магнетаров. Пять из них являются мягкими гамма-репитерами, то есть испускают периодически мощные и кратковременные (не дольше 0,1 секунды) импульсы мягкого (ближнего) гамма- и рентгеновского излучения. Остальные магнетары — аномальные рентгеновские пульсары, «мерцающие» только в рентгене. Поначалу те и другие считались разными объектами, но сегодня ясно, что у них есть масса общих свойств, и что активность тех и других вызывается именно невероятно мощным магнитным полем.
Считается, что сверхсильное магнитное поле магнетаров способно закручивать оболочку звезды. Как электричество во вращающемся проводнике, помещенном в электромагнитное поле, так и здесь появляется «ток» — в форме облака электронов, вихрящегося в окрестностях магнетара. Под воздействием мощной радиации, исходящей от звезды, они и порождают жесткое излучение.
Понятно, что воспроизвести в лаборатории поля столь высокой мощности совершенно невозможно, так что проверить эти теоретические предположения ученые пока не могли. В этом на помощь им приходят орбитальные обсерватории XMM-Newton и Integral. Анализируя полученные ими данные, группа ученых во главе с Нанда Ри (Nanda Rea) впервые получила практические подтверждения существования этого электронного облака. Более того, им удалось рассчитать плотность облака — она оказалась чрезвычайно высокой — и скорость движения потока электронов в нем.
Таким образом, предположения получили блестящее подтверждение на практике: данные, собранные зондами XMM-Newton и Integral полностью согласуются с той моделью «работы» магнетара, которую ученые разработали, что называется, «на кончике пера».
О других исследованиях этих интересных объектов читайте: «Видимость магнетара», «Звездный гибрид».
По сообщению ESA