Астрономы поняли, как образуются выбросы у нейтронных звезд

Нейтронные звезды — это компактные объекты солнечной массы, размер которых сопоставим с московским Садовым кольцом. Эти звезды образуются как остатки от взрывов массивных звезд, которые в 10 раз массивнее Солнца. Они являются источниками мощного излучения в широком диапазоне спектра — от радио до гамма, включая космические лучи. Нейтронные звезды, обладающие быстрым вращением и магнитным полем, используются для работы службы точного времени и координат на Земле.

В работе ученых изучался особый тип нейтронных звезд — магнитары. Это звезды со сверхмощным магнитным полем, которое в миллион миллиардов раз превышает земное или солнечное. Магнетары являются источниками быстрых радиовсплесков — событий, при которых в радио диапазоне за одну миллисекунду высвечивается столько энергии, сколько Солнце высветит за сто лет. Перед учеными стояла задача объяснить как формируются столь короткие и мощные события.

Ученые института астрономии РАН совместно с коллегами из университета Пердью (США) провели численные расчеты развития вспышки в магнитосфере нейтронной звезды. Группа исследователей нашла критические условия, при которых быстрое пересоединение магнитного поля формирует облако у поверхности звезды. Из-за очень быстрого спадания магнитного давления от звезды наружу происходит быстрое нелинейное расширение горячего замагниченного облака.

Когда размер облака становится сопоставим с расстоянием до нейтронной звезды, оно превращается в релятивистский выброс с сильной ударной волной, уходящей от магнитара на бесконечность. Ведущий научный сотрудник института астрономии РАН Максим Барков считает, что этот выброс и является источником энергии для быстрых радиовсплесков. Такие всплески наблюдают астрономы по всему миру, в России – на радиотелескопе в Пущино, а также на российском космическом гамма-спектрометре Конус.