Ученые фиксируют загадочное поведение одного из магнетаров

Магнетар, который "проснулся" в 2018 году после долгих лет радиомолчания, излучает странные неустойчивые радиосигналы. Ученые пока не могут их объяснить. 

Магнетары - это редкий, молодой класс сверхплотных коллапсирующих звезд, известных как нейтронные звезды, с усиленными магнитными полями, в триллионы раз превышающими магнитное поле Земли. Магнетары, скорее всего, возникают при взрывах сверхновых, но также могут возникать в результате столкновений нейтронных звезд. Энергия этих космических событий делает магнетары одними из самых быстро вращающихся объектов во Вселенной. Но постепенно они теряют энергию и превращаются в обычные нейтронные звезды, скорость их вращения замедляется. На сегодняшний день обнаружено всего около 30 магнетаров.

Иногда магнетары взрываются, когда их сложные магнитные поля разматываются, заставляя выбрасывать в космос огромное количество излучения в виде рентгеновских лучей, гамма-лучей и радиоимпульсов. Именно эти вспышки силой миллионов солнц позволяют астрономам обнаружить магнетары. Но через несколько лет эти вспышки уменьшаются и они снова исчезают из поля зрения.

В декабре 2018 года магнетар XTE J1810-197 размером с город, впервые обнаруженный в 2003 году, снова появился перед астрономами благодаря одной из таких вспышек. С тех пор магнетар, расположенный примерно в 8000 световых годах от Земли, продолжает посылать радиоимпульсы в сторону нашей планеты, позволяя исследователям наблюдать за небесным объектом с помощью крупнейших радиотелескопов.

В двух новых исследованиях, которые были опубликованы 8 апреля в журнале Nature Astronomy, исследователи проанализировали радиоимпульсы, испускаемые XTE J1810-197, и обнаружили странное колебание в этих сигналах.

Дальнейший анализ показал, что эти колебания нельзя объяснить каким-либо известным поведением магнетара.

"Наши результаты демонстрируют, что тут задействованы экзотические физические процессы", - говорит в заявлении Патрик Вельтевреде, астрофизик из Манчестерского университета в Великобритании и соавтор обоих новых исследований. Но в настоящее время команда не может объяснить, что представляют собой эти новые процессы. 

Первоначально исследователи предположили, что колебания сигнала были результатом свободной прецессии, когда небольшие асимметрии в сферической форме магнетара заставляют его колебаться подобно вращающемуся волчку. Однако примерно через три месяца после пробуждения XTE J1810-197 колебания внезапно прекратились, хотя сигналов не было, что означает, что, либо магнетар изменил форму (что, по словам исследователей, очень маловероятно), либо свободная прецессия вообще не была причиной сигнала.

Вместо этого исследователи теперь полагают, что область волнообразной плазмы вблизи одного из магнитных полюсов XTE J1810-197 действовала как "поляризационный фильтр", который искажал радиоимпульсы, исходящие от молодой нейтронной звезды. Но "как именно плазма это делает, еще предстоит определить", - добавляет Маркус Лоуэр, астрофизик из Организации научных и промышленных исследований Содружества (CSIRO) в Австралии и ведущий автор одного из исследований.

Теперь исследователи будут искать эти колебания в сигналах от других радиоизлучающих магнетаров, чтобы увидеть, смогут ли они докопаться до сути тайны. Они надеются, что, решив эту головоломку, смогут лучше понять, как образуются нейтронные звезды и как ведет себя материя при таких невероятно высоких плотностях.