Нейтронные звезды — это чрезвычайно плотные звездные тела, которые образуются в результате коллапса массивных звезд. Несмотря на то, что эти звезды обладают одними из самых сильных магнитных полей во Вселенной, некоторые из них намагничены сильнее других. Теперь ученые выяснили, почему так происходит.
Согласно предыдущим теоретическим исследованиям, магнитное поле нейтронной звезды должно распадаться на более мелкие петли и рассеиваться по мере старения звезды. Это явление известно как «турбулентный каскад». Однако существует несколько нейтронных звезд среднего возраста с сильным магнитным полем, что, по всей видимости, указывает на несостоятельность этой теории.
Чтобы лучше понять, как меняются магнитные поля по мере старения нейтронной звезды, исследователи провели серию компьютерных симуляций. Они показали, что сначала магнитное поле быстро меняется, но затем эволюция принимает неожиданный оборот. Независимо от того, каким было магнитное поле при «рождении» нейтронной звезды, со временем оно приобрело особую структуру, и его эволюция резко замедлилась.
«Каскад в магнитном поле похож на то, что происходит, когда вы добавляете сливки в кофе и размешиваете: сливки быстро распадаются на кусочки и смешиваются с кофе, — сказал Эндрю Камминг, один из исследователей, в пресс-релизе. — Изначально предполагалось, что кора нейтронной звезды будет делать то же самое с ее магнитным полем. Если бы вы могли ходить по ее поверхности с компасом в руках и пытаться идти на магнитный север, то в итоге вы бы двигались в произвольном направлении». Вместо этого, как показывают новые симуляции, магнитное поле на самом деле имеет довольно простую структуру — как будто сливки не смешиваются с кофе, — и с помощью компаса действительно можно ориентироваться на поверхности звезды.
Полученные данные позволяют узнать больше о нейтронных звездах. В частности, они дают представление об этих мощных магнитных полях, что может помочь в будущих исследованиях физики нашей Вселенной.
Результаты исследования опубликованы в журнале Physical Review Letters.