Магнетари – особливий клас нейтронних зір, що відрізняється екстремально великою напруженістю магнітного поля. Магнетари, як і звичайні нейтронні зорі, являють собою залишки зір, що вичерпали пальне і зазнали гравітаційного колапсу.
Напруженість магнітного поля магнетарів в тисячі разів перевищує таку у класичних нейтронних зір. Внаслідок цього вони іноді породжують спалахи рентгенівскього та гама-випромінювання величезної інтенсивності, які тривають від кількох днів до кількох років.
Як було встановлено раніше, джерелом випромінювання при цьому є не весь магнетар вцілому, а окремі “гарячі плями” на його поверхні.
Зараз астрономам вперше вдалося провести спостереження кількох плям. Більше того – було зареєстровано їх взаємне переміщення та злиття.
В якості об’єкта для спостереження виступав нещодавно відкритий магнетар SGR 1830-0645, розташований в сузір’ї Щита. Відстань до нього, за оцінками вчених, становить близько 13 тисяч світлових років. Цей магнетар привернув увагу вчених завдяки зареєстрованому орбітальною лабораторією Swift 10 жовтня 2020-го спалаху рентгенівського випромінювання. Аналіз імпульсів випромінювання дозволив визначити період обертання об’єкта: він становить 10,4 секунди.
Додаткові вимірювання були проведені інструментом NASA під назвою NICER, який встановлений зовні МКС і призначений для спостереження за нейтронними зорями. Проведені одночасно зі Swift спостереження показали, що імпульси рентгенівського випромінювання SGR 1830-0645 мають три близьких піки, що реєструються при кожному оберті об’єкта. Таку форму імпульсу вчені пояснюють наявністю трьох окремих областей поверхні, набагато гарячіших за їх оточення. Вони то з’являються, то зникають з поля зору синхронно з обертання магнетару.
Також за період спостереження, що тривав більше місяця, була помічена повільна зміна взаємного розташування гарячих плям з наступним злиттям двох з них. Це дозволило наблизитися до розуміння механізму їх утворення внаслідок процесів, що відбуваються в корі магнетару.
Кора нейтронної зорі надзвичайно міцна, але сильне магнітне поле магнетару може створити в ній дуже сильні напруження. Розуміння цього процесу залишається серйозною проблемою для теоретиків, і зараз NICER та SGR 1830 дали нам більш чітке розуміння того, як кора поводиться при екстремальних напруженнях.
Сем Ландер, співавтор дослідження
Це було перше спостереження, що дозволило розгледіти окремі елементи на настільки невеликому та віддаленому небесному тілі. Дослідження магнетарів являє інтерес не лише для академічної науки. Розуміння їх поведінки має й прикладне значення, оскільки інтенсивні спалахи можуть використовуватися для здійснення навігації космічних апаратів.