Пульсары могут оказаться постоянными магнитами

Пульсары могут оказаться постоянными магнитами

Текст: Дмитрий Сафин

Шведские астрофизики из Технологического университета Лулео разработали несложную модель пульсаров, которая представляет их в виде постоянных магнитов.

На макроуровне теория повторяет уже известные модели и строится на предположении о том, что пульсарами становятся вращающиеся нейтронные звёзды с дипольным магнитным полем. Чтобы упростить описание, авторы приняли плотность звезды постоянной (в действительности её ядро по плотности серьёзно превосходит тонкую оболочку) и исключили из её состава все частицы, кроме нейтронов.

Оригинальной чертой новой модели шведы называют механизм возникновения сильного магнитного поля пульсара, которое создаётся выстроенными по спину нейтронами. Основой вращающейся звезды, таким образом, считается «нейтромагнитный» материал, аналогичный традиционным ферромагнетикам.

Магнетар в представлении художника (иллюстрация НАСА / CXC / M. Weiss).

Эта гипотеза позволяет объяснить основные наблюдаемые характеристики пульсаров — скажем, временнýю стабильность посылаемых ими импульсов и несовпадение оси магнитного диполя и оси вращения. (Рассогласование, по мнению учёных, обусловлено тем, что расположение диполя определяется магнитным полем исходной массивной звезды, которое в момент коллапса и превращения её нейтронную вполне может ориентироваться не по оси вращения.) Поскольку массы нейтронных звёзд не должны далеко отходить от 1,40 ± 0,08 солнечной (предела Чандрасекара), модель также устанавливает верхний предел индукции поля для пульсаров. Его значение — 10¹² Тл — хорошо согласуется с результатами наблюдений магнетаров — нейтронных звёзд с исключительно сильным полем, индукция которого действительно не превышает 10¹² Тл, но иногда превосходит 10¹¹ Тл.

У новой модели, разумеется, есть свои недостатки. Самым серьёзным из них можно назвать то, что упорядочивание магнитных моментов нейтронов противоречит принципу Паули, согласно которому в системе тождественных элементарных частиц с полуцелым спином каждое квантовое состояние заполняется не более чем одной частицей. К сожалению, вопрос о действии этого классического принципа в недрах нейтронных звёзд — экстремальных условиях, которые невозможно воссоздать в лабораторном эксперименте, — едва ли будет решён в ближайшее время.

Полная версия отчёта опубликована в журнале ISRN Astronomy and Astrophysics; препринт статьи можно скачать с сайта arXiv.

Подготовлено по материалам Technology Review.