Блицар: возможное объяснение радиосигналам из космоса

На прошлой неделе астрономы сообщили тревожные и таинственные сведения о загадочном астрономическом явлении: единичной энергетической вспышке радиоволн, не оставившей никаких других следов для анализа. Хотя есть масса вещей, вызывающих подобные эффекты, ни одна из них не случается с нужной частотой и с нужной энергией, чтобы произвести всплеск радиосигналов. Для объяснения феномена нужны годы исследований, но есть одна любопытная теория: блицар. Это когда нейтронная звезда катастрофически коллапсирует в черную дыру.

Если вы любите сверхновые — ну а кто их не любит? — вы наверняка знаете, что им свойственно оставлять невероятно плотное и компактное тело после себя. Если его масса ниже критической, квантовые эффекты находятся в балансе с силой гравитации. Как только масса вырастает до предела —выше предела Оппенгеймера-Волкова —  гравитация может сокрушить квантовые эффекты, и материя и пространство коллапсируют в черную дыру. Обычно это представляется как или/или: тело находится либо по одну сторону предела массы, либо по другую.

Однако это работает только в том случае, если нет никаких других сил, действующих на тело в этом вопросе. В реальном мире (или даже ирреальном — мире сил, действующих на останки сверхновой) зачастую работает несколько сил. Когда образуется нейтронная звезда, она наследует много энергии вращения родительской звезды. Поскольку относительно звезды ее радиус и масса мизерны, нейтронная звезда начинает вращается чрезвычайно быстро. Такое вращение теоретически может удерживать нейтронную звезду с массой выше, чем предел Оппенгеймера-Волкова, от коллапса в черную дыру. Авторы этой теории, Гейно Фальке и Лучано Реццолла, называют такой вариант сверхмассивной вращающейся нейтронной звездой, или «суроном» (supramassive rotating neutron stars, SURON).

Нет, вряд ли авторы имели в виду Саурона, когда придумывали название.

У многих нейтронных звезд также есть сильное магнитное поле. Со временем, в процессе взаимодействия с окружающей средой, магнитное поле будет тормозить вращение, постепенно замедляя звезды. Как только вращение замедлится достаточно, предел Оппенгеймере-Волкова убьет звезду, и SURON сколлапсирует в черную дыру в течение нескольких миллисекунд.

Вся материя звезды окажется по ту сторону горизонта событий, оставив след в нашей Вселенной. Но большая часть линий магнитных полей останутся по ту же сторону горизонта событий, что и мы, и внезапно окажутся без тела, которое их вырабатывает. Согласно теории (которую называют «теоремой отсутствия волос»), физикам совсем не нравится идея прохождения линий магнитного поля через горизонт событий, поэтому все по ту сторону горизонта событий будет отсоединено от нейтронной дыры и окажется у внешней стороны черной дыры.

«В результате появится мощный ток и интенсивное электромагнитное излучение», — пишут авторы. — «Волна сильного магнитного шока будет двигаться почти со скоросттю света. Она существенно ускорит любые ионы в окрестности, породив моментальную вспышку света». Это, по мнению авторов, называется «блицар».

По результатам оценки общего количества коллапсирующих сверхновых авторы считают, что только 3% из них станут «суронами» и настроятся на нужную частоту, чтобы породить вспышки радиоволн, которые и зафиксировали астрономы. Однако, чтобы это сработало, всем им нужно вращаться достаточно быстро, чтобы не сколлапсировать, и обладать магнитным полем, достаточно сильным для того, чтобы замедляться. На данный момент мы не знаем, является ли это типичным состоянием. Поэтому SURON пока останется чистой теорией. Но красивой.