Наука27 юли 2022

Нов рекорд за най-силно магнитно поле във Вселената

Неутронна звезда с 300 милиарда пъти по-силно поле от магнит за хладилник

Художествена илюстрация на пулсар, снимка: Wikimedia.org

Повърхностите на неутронните звезди имат магнитни полета, по-силни от всичко, което познаваме и можем да си представим. Всички неутронни звезди обаче не са еднакви и измерването на тези полета може да бъде предизвикателство. Ново измерване подобри предишния рекорд с 60%.

Astrophysical Journal Letters съобщава за магнитно поле от 1,6 милиарда тесла в системата Swift J0243.6+6124, което надхвърля рекорда от 1 милиард тесла, поставен през 2020 г. Това число представлява около 150 милиона пъти силата на магнита в най-мощната машина за ядрено-магнитен резонанс в света или 300 милиарда пъти магнита за хладилник, ако това е избраната от вас единица. Звучи още по-впечатляващо като 16 трилиона Гаус.

За да се определи тази стойност, Линт Да Конг от Китайския институт по физика на високите енергии и екипът, сътворил проучването, изследвали рентгеновия спектър на системата, търсейки циклотронни абсорбционни линии по време на мощния й изблик през 2017 г. Те използвали за наблюденията си космическия телескоп Insight-HXMT. Колкото по-висока е енергията на тези линии, толкова по-силно е полето, необходимо за тяхното създаване. В този случай линиите се наблюдават при до 146 keV (кило-електронволт).

Обичайно е неутронните звезди да имат силни магнитни полета. Няколко са толкова мощни, че са си спечелили името магнетари. Въпреки това, не винаги е възможно да се измерят тези полета от безопасно разстояние.

В случай на близки двойни системи, включително Swift J0243.6+6124, мощното гравитационно поле на неутронната звезда (най-силното във Вселената, освен черните дупки) изтегля газ от нейната спътникова звезда, образувайки акреционен диск. Плазмата в диска се влияе както от гравитационните, така и от магнитните полета и пада върху повърхността на неутронната звезда по линиите на магнитното поле, освобождавайки рентгенови лъчи.

Тъй като неутронните звезди се въртят, тези рентгенови лъчи образуват импулси и това се вижда от Земята (не с просто око, разбира се). Електроните, движещи се в магнитното поле, поглъщат част от тези рентгенови лъчи в много по-мощна версия на циклотроните, построени на Земята както за основни изследвания, така и за лъчетерапия. Колкото по-мощно е магнитното поле, толкова по-високо енергийни рентгенови лъчи могат да абсорбират електроните, така че най-високата линия на абсорбция на енергия осигурява мярка за полето близо до повърхността на звездата.

Свръхсветещи рентгенови пулсари са наблюдавани в други галактики, но Swift J0243.6+6124 е първият открит в Млечния път. Относителната му близост до Земята даде възможност на астрономите да тестват хипотезата, че яркостта на тези обекти е следствие от екстремни магнитни полета. Линията на поглъщане от 146 keV – първата открита от толкова мощен рентгенов пулсар – предостави доказателството, което астрономите търсеха. Полето от 1,6 милиарда тесла, необходимо за създаване на линията, също е около десет пъти по-силно, отколкото са изчислили астрономите, използвайки няколко непреки техники.

Източник