Как возникают самые сильные магниты во Вселенной

Некоторые из самых сильных магнитных полей, когда-либо обнаруженных во Вселенной, происходят от магнетаров. Теперь мы можем наконец узнать, как образуются эти странные объекты.

Большое и сложное компьютерное моделирование, подробно описанное в новом исследовании, показывает, что столкновение двух звезд может привести к образованию массивной звезды с особенно сильным магнитным полем. Поскольку в конечном итоге она умирает и переходит в сверхновую, она может оказаться исключительной магнитной нейтронной звездой — магнетаром.

Это не совсем новая идея, но теперь есть некоторые убедительные доказательства, подтверждающие ее: компьютерное моделирование применено к магнитной звезде Tau Scorpii, расположенной на расстоянии около 500 световых лет от Земли и примерно в 15 раз массивнее нашего собственного Солнца.

«До сих пор мы не могли проверить эту гипотезу, потому что у нас не было необходимых вычислительных инструментов», — говорит астрофизик Себастьян Олманн.

Ранее определив, что Tau Scorpii, вероятно, является результатом слияния, звезда стала главным кандидатом для анализа исследователями с помощью усовершенствованного кода динамического моделирования AREPO.

Проведя анализ, AREPO показал, что заметная турбулентность столкновения двух звезд действительно может в конечном итоге привести к сильным магнитным полям, которые мы видим вокруг такой звезды, как Тау Скорпиона.

Ученые предполагают, что когда такие массивные магнитные звезды взрываются на стадии сверхновой, конечным результатом могут быть магнетары. Общеизвестно, что астрономам трудно обнаружить магнетары, потому что в некоторых случаях их извержения магнитной энергии могут длиться всего несколько часов, прежде чем они снова успокоятся.

«Считается, что магнетары обладают самыми сильными магнитными полями во Вселенной — до ста миллионов раз сильнее, чем самое сильное магнитное поле, когда-либо создаваемое людьми», — говорит астрофизик Фридрих Ропке из Гейдельбергского института теоретических исследований в Германии.

В общем, звездные слияния происходят довольно часто, и считается, что они ответственны примерно за 10 процентов массивных звезд в Млечном Пути — и число магнитных звезд также составляет около 1 из 10, так что математика подходит с этой точки зрения.

Еще один намек на то, что эта гипотеза верна, проистекает из редкости массивных магнитных звезд в двойных системах, предполагая, что в этих типах звезд уже произошло какое-то слияние.

До этого открытия был довольно длинный путь: идея о том, что некоторые массивные звезды могут иметь крупномасштабные магнитные поля вблизи их поверхностей, была высказана в 1947 году, хотя их происхождение с тех пор остается загадкой. Магнитные поля вокруг более мелких звезд, таких как наше Солнце, ученым было легче объяснить. Исследование было опубликовано в журнале Nature.