Самая молодая звезда во вселенной

Недавно обнаруженная нейтронная звезда, известная как Swift J1818.0-1607, поразительна: согласно новому исследованию, опубликованному в журнале Astrophysical Journal Letters, ей всего около 240 лет — она настоящий новорожденный ребенок по космическим меркам.

Обсерватория Neil Gehrels Swift заметила молодой объект 12 марта, когда он выпустил массивный всплеск рентгеновских лучей. Последующие исследования обсерватории XMM-Newton Европейского космического агентства и телескопа NuSTAR НАСА, которым руководит Caltech и управляет Лаборатория реактивного движения агентства, выявили больше физических характеристик нейтронной звезды, включая те, которые использовались для оценки ее возраста.

Нейтронная звезда — это невероятно плотный сгусток звездного материала, оставшийся после того, как массивная звезда становится сверхновой.

Фактически, нейтронные звезды являются одними из самых плотных объектов во вселенной (уступая только черным дырам): чайная ложка материала нейтронной звезды весит 4 миллиарда тонн на Земле.

Атомы внутри нейтронной звезды так сильно сжаты вместе, что ведут себя так, как нигде больше. Swift J1818.0-1607 вмещает вдвое большую массу нашего Солнца в объем, более чем в триллион раз меньший.

С магнитным полем, которое в 1000 раз сильнее, чем у обычной нейтронной звезды, и примерно в 100 миллионов раз сильнее, чем самые мощные магниты, созданные человеком, Swift J1818.0-1607 принадлежит к особому классу объектов, называемых магнетарами, которые являются наиболее сильными магнитными объектами во вселенной.

И это, похоже, самый молодой магнит из когда-либо обнаруженных. Если возраст звезды подтвердится, это означает, что свет от звездного взрыва, который сформировал его, достиг Земли примерно в 1780 году, во время правления Екатерины Великой.

«Этот объект показывает нам более раннее время в жизни магнетара, чем мы когда-либо видели прежде, очень скоро после его создания», — сказала Нанда Ри из Института космических наук в Барселоне и главный исследователь кампаний XMM Newton и NuSTAR.

В то время как существует более 3000 известных нейтронных звезд, ученые определили только 31 подтвержденный магнетар — включая эту новейшую запись. Поскольку их физические свойства не могут быть воссозданы на Земле, нейтронные звезды (включая магнетары) являются естественными лабораториями для проверки нашего понимания физического мира.

Swift J1818.0-1607 расположен в созвездии Стрельца и относительно близко к Земле — всего на расстоянии около 16 000 световых лет. (Поскольку свету требуется время, чтобы пройти эти космические расстояния, мы видим свет, излучаемый нейтронной звездой около 16 000 лет назад, когда ей было около 240 лет.)

Многие научные модели предполагают, что физические свойства и поведение магнетаров меняются с возрастом и что магнетары могут быть наиболее активными, когда они моложе. Таким образом, поиск более молодого образца поможет улучшить эти модели.

Хотя нейтронные звезды имеют ширину всего от 15 до 30 км, они могут излучать огромные вспышки света наравне с гораздо более крупными объектами. В частности, магнетары были связаны с мощными извержениями, достаточно яркими, чтобы их можно было увидеть по всей вселенной.

Учитывая экстремальные физические характеристики магнетаров, ученые считают, что существует множество способов, с помощью которых они могут генерировать такое огромное количество энергии.

P. Esposito et al. A Very Young Radio-loud Magnetar, The Astrophysical Journal (2020). DOI: 10.3847/2041-8213/ab9742