магнетар

Подписчиков:

Постов:

космосастрономиянаукамагнетарнейтронная звездаРеактор познавательныйдлиннопост

Быстрые радиовсплески оказались похожи на землетрясения — только на нейтронных звездах

В стремлении понять природу этих загадочных космических сигналов японские ученые сравнили данные тысяч быстрых радиовсплесков с афтершоками землетрясений и солнечными вспышками. И нашли сходства.

,космос,астрономия,наука,магнетар,нейтронная звезда,Реактор познавательный,длиннопост

Иллюстрация образования быстрого радиовсплеска от магнетара

Быстрые радиовсплески (Fast Radio Bursts, FRB) — необычайно короткие и яркие радиоволны, разлетающиеся по космосу на миллиарды световых лет. Сам сигнал при этом длится долю секунды, а появление вспышки непредсказуемо. Впервые их заметили в 2007 году, и с тех пор они остаются одной из загадок современной астрономии.

Отчасти проблема их исследования в том, что не удается поймать точный источник этих радиоволн. Среди предположений — черные дыры, инопланетные цивилизации, гибнущие планеты и нейтронные звезды. В последних ученые почти уверены: наблюдения показывают, что по крайней мере некоторые из быстрых радиовсплесков прилетают от слияний нейтронных звезд и так называемых магнетаров — нейтронных звезд с мощнейшим магнитным полем.

«Выдвигались гипотезы, что на поверхностях магнетаров могут происходить звездотрясения — выделения энергии, схожие с земными землетрясениями. Последние достижения в сфере наблюдательной астрономии привели к обнаружению тысяч новых быстрых радиовсплесков. Мы воспользовались возможностью и сравнили огромные наборы статистических данных по быстрым радиовсплескам с данными землетрясений и солнечных вспышек. Искали возможные сходства», — рассказал профессор Томонори Тотани (Tomonori Totani) из департамента астрономии Токийского университета (Япония).

Предыдущие статистические исследования быстрых радиовсплесков фокусировались на промежутках времени между последовательными сигналами. Тотани и его соавтор Юйа Цудзуки (Yuya Tsuzuki) предположили, что такой анализ не дает полной картины о возможных корреляциях в параметрах сигналов, и решили сопоставить время между сигналами с количеством выплеснутой энергии.

Они исследовали почти 7000 быстрых радиовсплесков от трех самых активных источников — FRB 20121102A, 20201124A и 20220912A. Искали сходства в параметрах, универсальные для всех трех источников. Затем ученые тем же методом сопоставили время и энергию землетрясений, используя данные по Японии, и солнечных вспышек по данным спутника Hinode, изучающего Солнце. Результаты работы опубликованы в Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

$FRB „8 T? r-i 0) Ö0 . - c ”0 h - s о J—■— 1 ■ x' 1 . . . . , . ' ' ' г X X X X X X X X < X t X *x X X xx x ; 4« X >Sc X * X X X Xх X X X X X X x x X X* X, X Xxx ж XX ъ . * хГ* X *x x # x xx M x Xх „X X ж X #C* * X X * x X X Xx X " X XXX x x X XX X \ X ГЖХХ 5 1c XX * < X xV^* xx*X$

Сопоставления времени и энергии у быстрых радиовсплесков (слева) и землетрясений (справа)

Анализ показал мало сходств между быстрыми радиовсплесками и солнечными вспышками, зато множество сходств между всплесками и землетрясениями.

«Во-первых, вероятность возникновения афтершоков от того же события составляет 10-50% (в комментарии для СМИ ученый указывает эти числа, а в статье — 10-60%. — Прим. ред.). Во-вторых, со временем частота афтершоков снижается, как функция степени от времени. В-третьих, частота афтершоков не меняется, даже если меняется активность „FRB-землетрясений“. В-четвертых, нет корреляции между энергией основного всплеска и его афтершока», — объяснил Тотани.

Корреляционный анализ данных FRB 20121102A L21

Корреляционный анализ данных землетрясения Нарита

Корреляционный анализ данных солнечной вспышки

Это дает надежные основания полагать, что у нейтронных звезд есть твердая оболочка, подверженная «звездотрясениям», во время которых выделяется огромное количество энергии. А наши телескопы видят эти события в виде быстрых радиовсплесков. Получается, эти загадочные сигналы — наша возможность изучить физические характеристики коры нейтронных звезд.

Статья спизжена отсюда

Amalgame

космосмагнитмагнитное полемагнетарпесочницаастрономия

Самые мощные магниты во Вселенной

Когда гигантская звезда умирает, иногда она превращается в нейтронную звезду. Это крошечный шарик диаметром всего 20 км, который практически целиком состоит из нейтронов. Такие «мертвые» звезды обладают огромной плотностью и вращаются с невероятной скоростью. К примеру, лишь небольшая проба звездного вещества весит порядка 100 миллионов тонн.

Существует несколько разновидностей нейтронных звезд, среди которых особо выделяются магнетары. У обычных нейтронных звезд мощность магнитных полей чрезвычайно велика — примерно в 2 триллиона раз выше, чем на Земле. Но у магнетаров сила магнитного поля еще в 1000 раз больше!

Как результат, магнетары представляют собой одни из самых опасных космических объектов. Если человек случайно окажется на расстоянии 1000 км от такой звезды, его тело моментально растворилось бы в пространстве, потому что мощнейшее магнитное поле тут же изменит последовательность атомов в организме. В дополнение к этому, магнетары подвержены так называемым «звездотрясениям» — аналогам землетрясений на Земле, с куда более серьезными последствиями. Излучение во время этого процесса уничтожило бы весь озоновый слой нашей планеты, случись звезде оказаться на расстоянии 10 световых лет (!) от нее. К счастью, ближайший к нам магнетар находится на расстоянии 9000 световых лет, а потому Земле ничего не угрожает.

Kelevra

астрономиямагнетарпесочница

Магнетар – это тип нейтронной звезды, обладающей очень мощным магнитным полем, часто достигающим 10 гигатесла – в квадриллионы раз мощнее, чем магнитное поле, окружающее Землю, и в миллионы раз мощнее, чем поле любого искусственного магнита, когда-либо созданного человечеством. Даже на расстоянии в 1000 километров от магнетара сила магнитного поля этого объекта настолько велика, что оно способно разорвать на части человеческие ткани. При распаде магнитное поле испускает высокоэнергетическое рентгеновское и гамма-излучение.

Первые зарегистрированные лучи, предположительно, идущие от магнетаров, наблюдались в 1979 г. Основная теория функционирования магнетара была предложена в 1979 г. Робертом Дунканом и Кристофером Томпсоном, чтобы объяснить наблюдаемые явления.

Согласно этой теории, при взрыве сверхновой звезда, коллапсирущая в нейтронную звезду, которая и так обладает мощным магнитным полем, может дополнительно усилить его, превращая механическую энергию, полученную при сжатии, в электромагнитную энергию. Этот механизм получил название «динамо», отсылающее к хорошо известным электрическим генераторам.

Оценки указывают на то, что примерно одна из десяти сверхновых может стать магнетаром.

Рождение магнетара

Нормальные нейтронные звёзды образуются, когда массивная звезда израсходует запасы своего водородного топлива, и становится неспособной более поддерживать горение своего ядра. В результате целого ряда событий звезда взрывается ослепительной вспышкой сверхновой, после которой остаётся лишь нейтральное ядро.

Во время этого процесса магнитное поле звезды усиливается в соответствии с физическим принципом, известным как условие сохранения потока. По сути, сжатие звезды в более компактную форму заставляет силу магнитного поля возрастать, с тем, чтобы на больших расстояниях от звезды поле оставалось неизменным.

В случае магнетаров, однако, условия сжатия в некоторой степени отличаются. И уникальная комбинация вращательного движения, температуры и силы магнитного поля превращает часть тепла и вращательной энергии звёзд в дополнительную энергию поля.

Ближайшее к Земле звёздное сверхскопление Вестерланд 1, находящееся на расстоянии примерно в 16000 световых лет от нас, содержит некоторые из наиболее массивных звёзд главной последовательности во Вселенной. Радиусы некоторых из этих гигантов сравнимы с орбитой Сатурна, а некоторые сравнимы по светимости с миллионами Солнц.

В центре этого сверхскопления был обнаружен гигантский магнетар – в то время как обычно нейтронные звёзды (а следовательно, и магнетары) образуются из звёзд с начальными массами в 10-25 масс Солнца, начальная масса этого объекта составляла около 40 солнечных масс.

Пока учёным неясно точно, почему эта звезда не сжалась до чёрной дыры – выдвигалось предположение, что наличие компаньона у звезды могло объяснить некоторую потерю массы, но этот компаньон не был обнаружен. Возможно, звезда-компаньон была уничтожена при взаимодействии со звездой, ставшей впоследствии магнетаром. В любом из случаев, решение этого вопроса пока не представляется очевидным.

Здесь мы собираем самые интересные картинки, арты, комиксы, мемасики по теме магнетар (+3 постов - магнетар)