Первое обнаружение массивных звезд с магнитным полем за пределами нашей галактики

Впервые магнитные поля были обнаружены у трех массивных горячих звезд в соседних с нами галактиках — Большом и Малом Магеллановом Облаке. Хотя подобные звезды уже обнаружены в нашей галактике, открытие магнетизма в Магеллановых облаках особенно важно, поскольку в этих галактиках имеется большое количество молодых массивных звезд. Это дает уникальную возможность изучить активно формирующиеся звезды и верхний предел массы, которую звезда может иметь и оставаться стабильной.

Примечательно, что магнетизм считается ключевым компонентом эволюции массивных звезд, оказывающим далеко идущее влияние на их конечную судьбу. Именно массивные звезды с изначально более чем восемью солнечными массами к концу своей эволюции оставляют после себя нейтронные звезды и черные дыры.

Впечатляющие события слияния таких компактных остаточных систем наблюдались обсерваториями гравитационных волн. Кроме того, теоретические исследования предлагают магнитный механизм взрыва массивных звезд, имеющий отношение к гамма-всплескам, рентгеновским вспышкам и сверхновым.

«Исследования магнитных полей массивных звезд в галактиках с молодым звездным населением дают важную информацию о роли магнитных полей в звездообразовании в ранней Вселенной со звездообразующим газом, не загрязненным металлами», — говорит Светлана Хубриг из Потсдамского института астрофизики Лейбница (AIP) и первый автор исследования.

Магнитные поля звезд измеряются с помощью спектрополяриметрии. Для этого регистрируется звездный свет с круговой поляризацией и исследуются мельчайшие изменения спектральных линий. Однако для достижения необходимой точности измерений поляризации этот метод требует данных высокого качества.

Предыдущие попытки обнаружить магнитные поля у массивных звезд за пределами нашей галактики не увенчались успехом. Эти измерения сложны и зависят от нескольких факторов. Магнитное поле, измеряемое при круговой поляризации, называется продольным магнитным полем и соответствует исключительно той составляющей поля, которая направлена ​​в сторону наблюдателя. Это похоже на свет, исходящий от маяка, который легко увидеть, когда луч светит в сторону наблюдателя. Поскольку структура магнитного поля массивных звезд обычно характеризуется глобальным диполем с осью, наклоненной к оси вращения, напряженность продольного магнитного поля может равняться нулю на фазах вращения, когда наблюдатель смотрит прямо на магнитный экватор вращающейся звезды.

Обнаруживаемость сигнала поляризации также зависит от количества спектральных особенностей, используемых для исследования поляризации. Предпочтительно наблюдение более широкой области спектра с большим количеством спектральных особенностей. Кроме того, более длительное время экспозиции имеет решающее значение для регистрации поляриметрических спектров с достаточно высоким соотношением сигнал/шум.

Принимая во внимание эти важные факторы, команда провела спектрополяриметрические наблюдения пяти массивных звезд в Магеллановых Облаках. В двух предположительно одиночных звездах со спектральными характеристиками, типичными для магнитно-массивных звезд нашей Галактики, и в одной активно взаимодействующей массивной двойной системе (Cl*NGC346 SSN7), расположенной в ядре самой массивной области звездообразования NGC346 в Малом Магеллановом Облаке, им удалось обнаружить магнитные поля порядка килогаусса.

На поверхности Солнца такие сильные магнитные поля можно обнаружить только в небольших сильно намагниченных областях — солнечных пятнах. Сообщения об обнаружении магнитного поля в Магеллановых облаках представляют собой первое указание на то, что звездообразование массивных звезд происходит в галактиках с молодым звездным населением таким же образом, как и в нашей Галактике.