Сверхмощные плазменные "лезвия" могут разрезать целые звёзды пополам

Согласно новому исследованию, существует гипотеза о возможности разделения звезд на две части с использованием "релятивистских лезвий" или сверхмощных плазменных потоков, формируемых сильными магнитными полями. Такие "расщепляющие звезды лезвия" могли бы объяснить некоторые из наиболее ярких взрывов во Вселенной.

Авторы этого исследования, представители Центра космологии и физики элементарных частиц Нью-Йоркского университета, опубликовали свои выводы в статье в базе данных препринтов arXiv в сентябре.

В рамках исследования ученые занимались поисками источников различных видов гамма-всплесков (GRB). Гамма-всплески представляют собой одни из самых мощных взрывов на небосклоне, но обычно они происходят настолько далеко, что их можно заметить лишь как мгновенное, но очень интенсивное излучение гамма-лучей. Не так много объектов способны генерировать такую колоссальную энергию, необходимую для порождения GRB. Поэтому многие астрофизики предполагали, что в этом участвуют либо черные дыры, либо магнетары, вероятно, в процессах, связанных с разрывом звезды. Но оставался открытым вопрос: почему некоторые гамма-всплески исчезают настолько медленно?

Согласно новому исследованию, долгодействующие гамма-всплески могут возникать, когда происходит уход из жизни некоторых массивных звезд. Ядро такой звезды коллапсирует, образуя нейтронную звезду, представляющую собой сферу из сверхплотных нейтронов размером с город. Эта нейтронная звезда может создать чрезвычайно мощное магнитное поле в результате быстрого сжатия и вращения. Такой процесс превращает нейтронную звезду в магнетар, содержащий самые мощные магнитные поля в известной Вселенной.

Молодой магнетар окружен хаосом. Гравитационное притяжение приводит к тому, что остатки атмосферы исходной звезды притягиваются к нему, но интенсивное излучение и магнитные поля швыряют эту плазму во все стороны. Ранее исследователи предполагали, что в результате вращения магнетара вдоль его оси формируется струя, проникающая через умирающую звезду.

Однако авторы нового исследования узнали, что магнитные поля магнетара также способны излучать интенсивные всплески радиации вдоль экватора магнетара. Эти лучи излучения, создаваемые при помощи экстремальных центробежных сил, действующих во время вращения звезды, образуют лезвие, которое движется через звезду почти со скоростью света и несет с собой больше энергии, чем взрыв суперновой.

Исследователи утверждают, что это "релятивистское лезвие" способно идеально разделить звезду пополам в процессе прохождения через нее. Затем оно продвигается на расстояние, значительно превышающее радиус исходной звезды, прежде чем окончательно рассеивается, что, возможно, может объяснить продолжительность некоторых гамма-всплесков.

Судьба такой звезды предрешена. По мере движения лезвия оно захватывает все больше и больше материала, который в конечном итоге присоединяется к лезвию в его движении наружу. Этот процесс также вызывает нестабильности внутри самой звезды, что в конечном итоге приводит к ее гибели.