Что не так с «живыми мертвецами» в космосе: раскрыта загадка странных звезд

Фото: space.com

Авторы исследования, опубликованного в журнале Scientific Reports, считают, что разгадали секрет самых экстремальных мертвых звезд во Вселенной, "сердце" которых продолжает биться. По словам ученых, даже через 50 лет после открытия нейтронных звезд полностью понять сбои, возникающие во вращении необычных звезд, так и не удалось. Но теперь есть этому объяснение. Для этого ученым пришлось провести наблюдение за более чем 500 пульсарами, пишет Space.

Сбои в сердцебиении мертвых звезд

Нейтронные звезды рождаются, когда массивные звезды умирают, когда и их ядра сжимаются под действием собственной гравитации. Остается лишь очень плотное ядро звезды диаметром 10-20 км. Нейтронные звезды состоят почти полностью из нейтронов. При этом молодые нейтронные звезды имеют очень быстрое вращение вокруг своей оси, которое может составлять до 700 оборотов в секунду.

Такая разновидность нейтронных звезд, как пульсары очень быстро вращаются и при этом выпускают со своих полюсов потоки излучения. Пульсары периодически становятся ярче, когда их лучи направлены прямо на Землю, создавая впечатление, что они пульсируют. Отсюда и название этих звезд. Такую пульсацию сравнивают с сердцебиением, поэтому хотя это и мертвые звезды, они все же живые.

Но у некоторых нейтронных звезд время от времени возникают сбои, то есть на короткое время скорость вращения и передачи излучения увеличивается. Таким образом нарушается регулярность сердцебиения. Причина этих сбоев давно не дает покоя ученым.

Сбои пульсаров, по-видимому, следуют той же схеме или степенному закону, что и землетрясения на Земле. Так же, как землетрясения низкой магнитуды более распространены, чем землетрясения большой магнитуды, низкоэнергетические сбои происходят чаще у пульсаров.

Причина странного поведения нейтронных звезд

Считается, что это может быть связано звездными землетрясениями или же с крошечными квантовыми вихревыми потоками. Последние, как ураганы формируются в сверхтекучей среде внутренней части нейтронной звезды.

Большая часть ученых считает, что именно квантовые вихри отвечают за сбои в нейтронных звездах. Но не существует реального объяснения того, что может вызвать катастрофические потоки сверхтекучих вихрей, которые могут достичь поверхности нейтронной звезды и заставить ее увеличить скорость вращения.

Авторы исследования считают, что сверхтекучее ядро ​​нейтронной звезды вращается с постоянной скоростью, но не сверхтекучий обычный компонент его тормозит. Результатом является замедление скорости вращения нейтронной звезды из-за излучения электромагнитных импульсов и крошечной ряби в пространстве и времени, называемой гравитационными волнами.

Со временем разница в скорости увеличивается, в результате чего внутренняя часть нейтронной звезды выбрасывает сверхтекучие вихри, несущие момент импульса, ускоряя обычный компонент и вызывая увеличение скорости вращения, которое видно как сбой пульсара.

Ученые создали моделирование, которое показало, что их объяснение очень близко к тому, что происходит в действительности. По словам авторов, нейтронные звезды являются специфическими объектами, поскольку в них вместе встречаются астрофизика, ядерная физика и физика конденсированного состояния. Наблюдать за этими звездами сложно, ведь они находятся очень далеко.

Ирина Скиба / Skibair
Журналист ATinform