Магнитосфера — это область пространства, окружающая астрономический объект, в которой на заряженные частицы воздействует магнитное поле этого объекта. Белые линии представляют линии магнитного поля, образующие магнитосферу. Магнитные полюса находятся сверху и снизу звезды слева. Более яркий цвет используется для более плотного распределения газа. Газовый диск виден как концентрация распределения плотности газа в (магнитной) экваториальной плоскости.
Кредит: АИП/М. Кюкер

Голубые, так называемые звезды О-типа относятся к самым массивным звездам.в нашей Вселенной с массой более чем в 18 раз больше массы нашего Солнца. Хотя они редки, они настолько горячие и яркие, что четыре из 90 самых ярких звезд, видимых с Земли, относятся к этой категории. Они имеют исключительное значение, поскольку управляют энергетическими физическими процессами, влияющими на структуру целых галактик и химически обогащающими область между звездами. Области активного звездообразования, такие как спиральные рукава галактики или галактики, находящиеся в процессе столкновения или слияния, обычно находятся там, где эти звезды. Такие массивные звезды представляют особый интерес для магнитных исследований, потому что они заканчивают свою эволюцию взрывом как сверхновая, оставляя после себя компактный объект, такой как нейтронная звезда или черная дыра, в качестве остатка.

Двойные системы — это системы из двух гравитационно связанных звезд, вращающихся вокруг друг друга. Если оба компонента являются звездами О-типа, эта система может стать компактным двойным объектом. Конечным пунктом назначения очень массивных звезд является черная дыра, в то время как менее массивные звезды О-типа заканчиваются нейтронными звездами, когда они «умирают» как сверхновые. Двойные системы могут заканчиваться двумя нейтронными звездами, нейтронной звездой и черной дырой или двумя черными дырами. Орбиты этих объектов ухудшаются из-за излучения гравитационных волн, и их можно наблюдать с помощью детекторов гравитационных волн.

Как и у Солнца, у массивных звезд есть звездный ветер — энергичный поток заряженных частиц. Эти плазменные ветры реагируют на магнитные поля и могут создавать структуру — магнитосферу. Все звезды и планеты с магнитными полями, включая Землю, имеют магнитосферу. Он защищает Землю от энергетического космического излучения. Плазма, которая может двигаться со скоростью тысячи километров в секунду, подвержена экстремальным центробежным силам. Было высказано предположение, что этот магнитный механизм может быть причиной плотного взрыва массивных звезд, имеющего отношение к длительным гамма-всплескам, рентгеновским вспышкам и другим особенностям сверхновых.

Хотя теоретическое объяснение влияния магнитных полей на сверхновые или длительные гамма-всплески было предложено несколько десятилетий назад, с тех пор сообщалось, что только одиннадцать звезд O-типа имеют магнитные поля. Все они, кроме одной звезды, были одиночными звездами или в составе широких двойных звезд. Это был очень загадочный факт, поскольку предыдущие исследования показали, что более 90% звезд O-типа формируются в множественных системах с двумя или более звездами. Действительно, многие теоретики были озадачены довольно небольшим количеством магнитных полей, обнаруженных у массивных звезд, потому что они не могли интерпретировать некоторые из наблюдаемых физических характеристик множественных систем без учета влияния магнитного поля.

Чтобы устранить это несоответствие, авторы провели магнитную съемку, используя архивные спектрополяриметрические наблюдения звездных систем, по крайней мере, с одним компонентом О-типа. Спектрополяриметрия измеряет поляризацию света, что дает информацию о существовании магнитного поля у звезды. Они использовали данные спектрополяриметров высокого разрешения HARPS, установленных на 3,6-метровом телескопе ESO в Ла Силья/Чили, и ESPaDOnS на телескопе Канада-Франция-Гавайи на Мауна-Кеа. Для анализа данных они разработали специальную сложную процедуру измерения магнитного поля.

«К нашему удивлению, результаты показали очень высокую частоту появления магнетизма в этих множественных системах. 22 из 36 исследованных систем определенно обнаружили магнитные поля, и только три системы не показали никаких признаков магнитного поля», — объясняет доктор. Сильва Ярвинен из раздела звездной физики и экзопланет AIP.

«Большое количество систем с магнитными компонентами представляет собой загадку, но, вероятно, указывает на то, что тот факт, что эти звезды выросли в двойных системах, играет определяющую роль в генерации магнитных полей в массивных звездах посредством взаимодействия между компонентами системы, такого как перенос массы . между двумя звездами или даже событием слияния двух звезд. Эта работа также является первым в истории наблюдательным подтверждением ранее предложенного теоретического сценария того, как магнитное поле звезды влияет на ее смерть, позволяя ей взрываться быстрее и с большей энергией», — говорится в сообщении. Доктор Светлана Хубриг.