Астрономы обнаружили джет, исходящий от нейтронной звезды с крайне сильным магнитным полем, сообщается в журнале Nature. Ранее считалось, что такие звезды не способны создавать узконаправленные потоки плазмы. Открытие заставляет ученых пересмотреть современные теории образования джетов.

Когда звезда с массой в несколько раз больше солнечной подходит к финальной стадии эволюции, происходит взрыв сверхновой, в результате которого образуется нейтронная звезда. Она отличается крайне высокой плотностью, сильным магнитным полем и небольшим радиусом — порядка всего 10 километров. Как и черные дыры, нейтронные звезды способны испускать джеты — узконаправленные потоки разогнанных до очень высоких скоростей частиц. Ранее исключением считались лишь объекты с магнитным полем, индукция которого выше 10¹² гаусс (для сравнения, для Земли это значение составляет около единицы), однако теперь ученые обнаружили, что даже такие нейтронные звезды способны формировать джеты.

Астрономы под руководством Вана ден Эйндена (Van den Eijnden) из Амстердамского университета наблюдали за Swift J0243.6+6124 (Sw J0243) — первым ультраярким рентгеновским пульсаром, обнаруженным в Млечном Пути. Он был открыт в 2017 году космической обсерваторией Swift (отсюда и название). Объект представляет собой медленно вращающуюся нейтронную звезду, которая вытягивает на себя материал другой звезды-компаньона, вероятно намного большей, чем наше Солнце. 

Во время наблюдений на телескопе VLA исследователи обнаружили, что во время пульсаций от объекта исходит не только рентгеновское, но и радиоизлучение. Кроме того, яркость системы в радиодиапазоне начала убывать, когда рентгеновское излучение нейтронной звезды достигло максимума и начало уменьшаться. Обычно такое поведение характерно для систем, в которых существует джет. 

Стандартные теории предполагают, что поток разогнанных до высоких скоростей частиц запускается магнитным полем во внутренних частях аккреционного диска. Однако если магнитное поле звезды слишком сильное, оно будет подавлять рождение джета. Тем не менее, открытие астрономов говорит о том, что, вероятно, возможны и другие механизмы. Так, ученые предполагают, что потоки плазмы могут образовываться благодаря вращению нейтронной звезды, а не влиянию магнитного поля (процесс Блэнфорда — Знаека). Эта теория предполагает, что у медленно вращающихся пульсаров джет будет слабее — именно это и наблюдается в системе Swift J0243.

Астрономы считают, что пульсар Sw J0243 может быть представителем целого класса объектов, чье радиоизлучение было слишком слабым, чтобы заметить его с помощью старых инструментов. С помощью VLA, возможно удастся найти и другие подобные объекты, и тогда ученые смогут однозначно определить, как образуются джеты у нейтронных звезд.   

В этом году астрономам впервые удалось полностью проследить за тем, как черная дыра разрывает звезду и формирует из ее вещества джет, а также разглядеть структуру джета вблизи сверхмассивной черной дыры.

Кристина Уласович