Магнетизм є однією з найбільш екстремальних речей, які ми знаємо, з магнітними полями настільки сильними, що хімія стає неможливою поблизу них. Це нейтронні зірки з надтекучим внутрішнім середовищем, що містить заряджені частинки, тому легко зрозуміти, як підтримується магнітне динамо для підтримки цього магнітного поля. Але трохи складніше повністю зрозуміти, з чого починається динамо.
Основна ідея, яка виграє від своєї простоти, полягає в тому, що магнетар успадковує своє магнітне поле від зірки, яка вибухнула надновою, щоб утворити його. Початкове магнітне поле, якщо його стиснути, щоб відповідати крихітному розміру отриманої нейтронної зірки, забезпечить потужний поштовх для запуску магнетара. Є лише одна проблема з цією ідеєю: ми не спостерігали жодної з сильно намагнічених зірок-попередників, яких вимагає ця гіпотеза.
Виявляється, ми спостерігали за ним роками. Це виглядало як щось зовсім інше, і щоб зрозуміти, що ми спостерігали, знадобився більш ретельний аналіз, опублікований сьогодні в Science.
Не так, як здається
HD 45166 здається на деяких площинах відносно простою подвійною зоряною системою, яка складається із звичайної гарячої зірки. Зірка Вовчого обряду На співорбіті на короткій відстані, світло показує періодичність 1,6 дня, ймовірно, через орбіту.
Але навіть на такому рівні розуміння деякі речі в частині системи Вольфа-Райє здавалися дивними. Ці зірки, як правило, гарячі, масивні, багаті гелієм і викидають більшу частину свого водню через сильні вибухи. Але маса HD 45166 у чотири рази більша за масу Сонця — половина маси найменшого зразка, який ми бачили в інших місцях. У ньому також багато вуглецю, кисню та азоту, що рідко, а його спектральні лінії мають деякі незвичайні особливості.
Вісь обертання зірки також здається спрямованою в напрямку її орбіти, що також трохи важко вирівняти. Тому було багато речей, які важко було пояснити про систему ще до нових спостережень. Певним чином оновлені дані полегшують розуміння системи; В інших випадках стає гірше.
Ключовим висновком було те, що спектр світла від зірки вказує на те, що 1,6-денна періодичність, ймовірно, є результатом регулярної фізичної пульсації звичайної зірки в системі HD 45166. Це відкриття спонукало дослідників вивчити інші періодичні зміни світла від HD 45166. Найвірогідніший орбітальний сигнал вказує на те, що орбіта займає близько 8200 днів – досить різка різниця з 1,6 дня. Це розташовує зірки далі одна від одної і означає, що жодна з них, швидше за все, не обертається в напрямку своєї осі обертання.
Більший розділ, у свою чергу, вимагає перегляду мас, які були оцінені на основі їхніх орбітальних взаємодій. Нова оцінка зменшує масу зірки Вольфа-Райє вдвічі, роблячи її лише вдвічі більшою за масу Сонця.
магнетизм та інші дивацтва
Спектральна інформація, яка спонукала нас переглянути форму зірки, також надала інформацію про її магнітне поле. Магнітні поля впливають на поляризацію світла, і дослідники отримали цю поляризацію, використовуючи світло, випромінюване низкою іонів, захоплених магнітним полем зірки Вольфа-Райє. Ці дані були використані для оцінки сили цього магнітного поля, яке виявилося в районі 40 000 гаус. Для порівняння, магнітне поле Землі менше Гаусса.
Незважаючи на те, що зірка відносно легка, вона вдвічі більша за масу Сонця, вона все ще достатньо велика, щоб стати надновою, яка залишить позаду нейтронну зірку. Радіус цієї нейтронної зірки повинен бути в межах дванадцяти кілометрів. Якщо ви збережете магнітне поле в 40 000 гаусів на поверхні зірки, але притиснете його до поверхні з новим радіусом 12 кілометрів, ви отримаєте магнітне поле напруженістю близько 1014 Гаусса, що означає, що у вас є магнетар.
Отже, зірка Вольфа-Райє — це магнітне введення, і ми вперше її побачили.
Але вона також не схожа на жодну іншу зірку Вольфа-Райє, яку ми бачили раніше, тому дослідницька група заглибилася в її історію за допомогою моделювання. Це вказує на те, що звичайна зірка-компаньйон просто надто далеко, щоб мати великий вплив на еволюцію системи. Натомість HD 45166, ймовірно, спочатку була тризірковою системою, де зірка Вольфа-Райє спочатку була двома зірками, що оберталися одна проти одної на короткій відстані. Їх взаємодія призводить до періоду, коли їх два насичених гелієм ядра мають спільну збагачену воднем оболонку.
Два ядра оберталися по спіралі всередину і зливалися, викидаючи в процесі водень. Залишилася молода, багата гелієм зірка з інтенсивним магнітним полем. Це магнітне поле затримало частину матеріалу, який інакше був би викинутий, утворюючи спектральні лінії, які допомогли дослідникам зрозуміти, що відбувається.
Це дуже чіткий набір обставин, який може вказувати на те, що ці прекурсори є рідкісними. Але підраховано, що до 10 відсотків нейтронних зірок проходять через магнетарну фазу, що означає, що вони досить поширені. Як пояснити це протиріччя?
Дослідники припускають, що ми, можливо, вже спостерігали деякі схожі зірки. Єдина причина, чому ми змогли виявити цю систему, — це наявність зірки-компаньйона, що не є рідкістю для зірок Вольфа-Райє. Тож цілком можливо, що ми вже спостерігали подібні зірки, але не змогли їх ідентифікувати.
Наука, 2023. DOI: 10.1126/sciences.ade3293 (про DOI).
“Професійний вирішувач проблем. Тонко чарівний любитель бекону. Геймер. Завзятий алкогольний ботанік. Музичний трейлер”
