Астрономы заметили в космосе рекордное магнитное поле, и оно эпическое

Далеко в Млечном Пути, примерно в 22 000 световых лет от Земли, звезда, не похожая ни на одну другую, ревет с магнитной силой, которая превосходит все, что когда-либо видели физики. 

Пульсар под названием Swift J0243.6+6124, обладающий силой в 1,6 миллиарда Тесла, побил предыдущий рекорд в 1 миллиард Тесла, установленный вокруг пульсаров GRO J1008-57 и 1A 0535+262.

Для сравнения: средний магнит на холодильник составляет около 0,001 Тесла. Более мощные аппараты МРТ достигают около 3 Тесла.

Несколько лет назад инженеры заслужили похвалу за достижение полуприличного уровня в 1 200 Тесла, поддерживая его в течение всего 100 микросекунд.

Поэтому вполне логично, что 1,6 миллиарда Тесла потребуют поистине умопомрачительной физики. Такую, которая достижима только для массивных объектов, втиснутых в невозможные объемы и вращающихся с невероятной скоростью, достаточно быстрой, чтобы разогнать электроны до смехотворных скоростей.

Swift J0243.6+6124 уже считалась звездой, на которую стоит обратить внимание. Являясь разновидностью сверхкомпактного космического тяжеловеса, известного как пульсар, это единственный рентгеновский источник в нашей галактике, относящийся к категории сверхсветящихся.

Кроме того, это единственный в Млечном Пути пример рентгеновского пульсара со звездой-компаньоном Be-типа, питающей его веществом достаточно быстро, чтобы генерировать радиоизлучающие струи вещества с его полюсов.

Эти особенности сами по себе создают уникальную возможность для астрономов подробно изучить наш галактический задний двор.

Однако измерить магнитное поле далекого объекта проще, чем сделать. Как бы ни были сильны эти поля, они быстро ослабевают и становятся неразличимыми на расстояниях в тысячи световых лет.

К счастью, подсказку можно найти в том, как ультраяркое свечение рентгеновских лучей рассеивается от электронов, проносящихся по магнитному ипподрому, что называется особенностью рассеяния циклотронного резонанса.

Запуск Китаем в 2017 году рентгеновской обсерватории Insight-HXMT дает астрофизикам возможность уловить подобные сигнатуры в далеких выбросах, что приведет к измерению энергии электронов в поле GRO J1008-57 в 2020 году.

К счастью, всплеск активности в Swift J0243.6+6124 после запуска Insight-HXMT также позволил взглянуть на его собственное высокопрочное магнитное поле, с особенностью рассеяния циклотронного резонанса, скрытой в его рентгеновском спектре.

Исследователи из Китайской академии наук и Университета Сунь Ятсена в Китае, а также Тюбингенского университета в Германии впоследствии проанализировали эту особенность и вычислили энергию электронов, которая достигла пика в 146 килоэлектронвольт, превысив 90 и 100 килоэлектронвольт предыдущих рекордсменов.

Учитывая, что Swift J0243.6+6124 - единственный ультралюминесцентный рентгеновский пульсар в нашей галактике, точное измерение его магнитного поля дает астрономам возможность лучше понять, что может происходить вблизи его поверхности.

Пульсары типа Swift J0243.6+6124, являющиеся разновидностью нейтронных звезд, состоят из атомов, спрессованных в конфигурации, намного превосходящие все, что мы можем создать на Земле. Его магнитные свойства помогают исключить или поддержать различные модели, объясняющие поведение его очень компактной коры.

В частности, характер магнетизма нейтронной звезды подтверждает вероятность того, что ее поле является сложным и состоит из нескольких полюсов.

Это большая победа для астрофизиков, стремящихся понять тайны некоторых из самых экзотических объектов в космосе.

Остальным же достаточно просто попытаться представить себе мощь магнита в 1,6 миллиарда Тесла, прикрепленного к нашему холодильнику.

Это исследование было опубликовано в журнале Astrophysical Journal Letters.