Пульсар с экстремально сильным магнитным полем: открытие, которое перевернуло современную астрофизику

Астрономы Физического института Лебедева РАН вновь поразили научное сообщество своим открытием: они обнаружили самый намагниченный пульсар — PSR J0901-4046. Этот ультрамедленный радиопульсар привлек внимание ученых своим экстремально сильным магнитным полем, которое составляет вплоть до 30 квадриллионов Гаусс. Научная статья с результатами исследования опубликована в Physical Review D.


Пульсары — это звезды, состоящие из нейтронов, которые выдают периодические всплески радиоизлучения. Они обычно вращаются очень быстро и сильно намагничены, поэтому и находятся в центре внимания астрономов. PSR J0901-4046 впервые был обнаружен с помощью радиотелескопа MeerKAT 27 сентября 2020 года на частоте 1284 мегагерц. Ученые идентифицировали его как медленно вращающуюся намагниченную нейтронную звезду: период вращения составляет около 75,9 секунды, что делает его в три раза медленнее предыдущего рекордсмена — PSR J0250+5854.

Интересно, что сила поверхностного магнитного поля этого объекта была изначально оценена на уровне 130 триллионов Гаусс, что почти в 13 миллионов раз превышает магнитное поле на поверхности Земли. Однако дальнейшие исследования подтвердили, что этого параметра недостаточно для объяснения особенностей пульсара и исключили гипотезу о его связи с магнитаром. Это заставило ученых задуматься, как так медленно вращающийся объект может быть настолько активным в радиодиапазоне.

Решение проблемы было найдено в новой модели, разработанной исследователями из Физического института Лебедева РАН. Она описывает преобразование энергии плазмы над полярной шапкой сильно намагниченной вращающейся нейтронной звезды. В результате исследований стало ясно, что сила поверхностного магнитного поля на порядок выше, чем считалось ранее и составляет не менее 27 квадриллионов Гаусс. Это свидетельствует, что пульсар замедляется не под действием магнитно-дипольной радиации, а из-за электрических токов силой до 56 мегаАмпер, когда энергия вращения тратится на разгон электрически заряженных частиц над полярной шапкой.

Столь высокое значение поверхностного магнитного поля настолько экстремально, что исследователи имеют ряд гипотез, одна из которых предполагает связь с появлением сверхпроводимости на поверхности нейтронной звезды. Однако на данный момент ученые готовятся к продолжению исследований и нахождению подтверждения этой гипотезы.