Нейтронні зорі — це надщільні об’єкти, які утворилися із залишків масивних зірок після того, як вони вибухнули як наднові. Якщо вони перебувають в бінарних парах з “нормальними” зірками, їхня потужна гравітація може витягати з їхніх компаньйонів. З цього матеріалу формується так званий акреційний диск, який обертається довкола нейтронної зорі. А з центру цього диску в перпендикулярній площині зі швидкістю, близькою до швидкості світла, вириваються потоки гарячої плазми, звані релятивістськими струменями.
“Такі струмені виявляли майже в усіх типів нейтронних зір, які обертаються в бінарних парах, але є один виняток. Ніколи раніше їх не бачили в нейтронної зірки з дуже сильним магнітним полем, — каже астрофізик Якоб ван дер Ейден з Амстердамського університету. — Обґрунтування цих спостережень привело до теорії, згідно з якою магнітне поле не дозволяє сформуватися такому струменю”.
Нове відкриття, однак, заперечує цю теорію.
У жовтні 2017 р. за допомогою орбітальної обсерваторії SWIFT вчені відкрили об’єкт під назвою Swift J0243.6+6124 (Sw J0243), який емітував спалахи рентгенівського випромінювання. Sw J0243 — це нейтронна зоря, яка повільно обертається і "витягає" матеріал із зорі-компаньйона, яка, скоріше за все, набагато важча за Сонце. Через тиждень після відкриття й до січня 2018 р. об’єкт спостерігали за допомогою радіоастрономічної обсерваторії “Дуже великий масив” в Мексиці.
Як той факт, що хвилі, які випромінював об’єкт в рентгенівському та радіочастотному діапазоні, з часом слабшали, так і самі характеристики цих хвиль не залишали у вчених сумніву, що їхнім джерелом є релятивістський струмінь.
“Таке поєднання ми бачили і в інших системах, які породжують релятивістські струмені. Альтернативні механізми не можуть цього пояснити”, — сказав ван дер Ейден.
Згідно з загальноприйнятою теорією формування таких струменів в системах на кшталт Sw J0243, їх породжують силові лінії магнітного поля у внутрішній частині акреційних дисків. Але якщо ці поля надто потужні, вони не дозволяють їм сформуватись.
“Однозначне відкриття струменя у Sw J0243 спростовує цю тривалу ідею”, — каже ван дер Ейден.
Вчені вважають, що ділянка акреційного диску, в якій формується релятивістський струмінь, розташована в Sw J0243 набагато глибше, ніж в інших зоряних системах, чиє магнітне поле набагато слабше. Інше пояснення полягає в тому, що джерелом енергії струменя може бути не магнітне поле у внутрішньому акреційному диску, а обертання самої нейтронної зорі.
“Цікаво, що з останньої гіпотези випливає й те, що якщо джерелом енергії струменя є обертання нейтронної зорі, то він повинен бути слабшим в тих зір, які обертаються повільніше. Саме це ми й бачимо у випадку Sw J0243”, — каже астрофізик Наталі Деґенаар, яка також працює в Амстердамському університеті.
Крім того, Sw J0243 може представляти цілий клас таких об’єктів. Аж до модернізації 2012 року “Дуже великий масив” не мав достатніх потужностей, щоб виявляти далекі космічні тіла зі слабким радіовипромінюванням. Якщо вдасться виявити й інші об’єкти, схожі на Sw J0243, то вчені зможуть перевірити ідею про те, що релятивістські струмені може породжувати обертання нейтронної зорі.
Астрономи додають, що приклад Sw J0243 може свідчити про те, що такі самі релятивістські струмені можуть існувати і в іншого класу космічних об’єктів під назвою ультра-світлі рентгенівські пульсари, які також мають потужне магнітне поле.
“Відкриття не лише означає, що необхідно переглянути наші ідеї про те, як формуються струмені у таких системах, а й обіцяє цілі нові сфери захопливих відкриттів”, — каже Деґенаар.
Ван дер Ейден, Деґенаар та їхні колеги повідомляють про Sw J0243 в журналі Nature.
Powerful jet discovered coming from 'wrong' kind of star
ScienceDaily, 25/09/2018
Зреферував Є. Л.