Некоторые нейтронные звезды имеют чрезвычайно сильное магнитное поле. Поляризация излучения одного такого объекта указывает на то, что оно столь велико, что приводит к конденсации атмосферы и её превращению в твёрдое состояние.
В конце жизни, израсходовав топливо для термоядерных реакций, крупные звезды рушатся под воздействием собственной гравитации. Самые массивные из них превращаются в черные дыры, а объекты с недостаточной массой становятся нейтронными звездами. Это образования невероятной плотности: при размерах в несколько десятков километров масса сравнима с массой Солнца. Некоторые обладают еще и экстремально сильным магнитным полем. Время от времени такие магнетарыИмпульсивно вспыхивая, объекты мгновенно выделяют огромные порции энергии, включая рентгеновские и гамма-излучения.
Физика нейтронных звезд и магнетаров очень сложна, исследователи до сих пор не точно знают строение их поверхности и атмосферы. Новая работа международной команды европейских ученых может ответить на эти вопросы. По ее результатам, у магнетаров твердая поверхность, а атмосферы нет. СтатьяСтатья Сильвии Зейн и соавторов выпущена в журнале. Science.
Исследователи применили информацию с космического телескопа NASA IXPE, фиксирующего поляризацию рентгеновских лучей от черных дыр и нейтронных звезд. В качестве предмета изучения был выбран магнетар. 4U 0142+61Расположенный в 13 тысячах световых лет от нас объект излучает свет, проходящий через атмосферу, которая действует как фильтр для фотонов, вызывая их поляризацию. Однако наблюдения показали, что излучение 4U 0142+61 поляризовано недостаточно, что может указывать на отсутствие атмосферы. Из-за экстремально сильного магнитного поля газ, который мог окружать звезду, перешел в твердую фазу.
Исследователи обнаружили, что рентгеновские фотоны 4U 0142+61 поляризованы в двух взаимно перпендикулярных плоскостях. Это соответствует теории, утверждающей, что проходя через сильное магнитное поле, излучение получает поляризацию в одном из этих направлений. Фотоны с низкой энергией поляризуются параллельно линиям силы магнитного поля, но при возрастании их энергии чаще появляются частицы, поляризованные перпендикулярно магнитному полю.
Поляризация фотонов низких энергий указывает на исключительное сильное магнитное поле, которое превращает атмосферу звезды в твердое тело или жидкость во время магнитной конденсации, — подчеркнул профессор Роберто Туролла, один из авторов исследования.