Исследователям выдалась уникальная возможность понять, почему пульсары, эти сгустки нейтронной материи, вращаются вокруг оси. Моделирование показывает, что ключом к разгадке может быть ударная волна, которая сопровождает взрыв умирающей звезды.

Звезды, массой в несколько раз превышающие массу Солнца, исчерпав топливо, превращаются в ультраплотные пульсары. Признаком разрушения звезды является взрыв сверхновой, который отбрасывает большую часть прежней массы звезды. Согласно теории пульсар должен вращаться намного быстрее породившей его звезды – как фигурист, сложивший руки на груди для сохранения момента вращения.

«Если здесь применить ту же теорию, то нейтронная звезда должна вращаться с такой скоростью, что ее разорвало бы на части, – объясняет астрофизик Джон Блондин (John Blondin) из Университета штата Северная Каролина. – Некая сила должна замедлять звезду». Исследователи полагают, что в роли тормоза выступает всепроникающее магнитное поле, но до сих пор неизвестно, могут ли эти поля настолько замедлить пульсар.

Джон со своим коллегой Энтони Мезакаппа (Anthony Mezzacappa) из Окриджской национальной лаборатории предполагают, что звезду замедляет круговая ударная волна. Прежнее моделирование на плоскости показало, что разреженный звездный материал уплотняется в твердую основу новой звезды, и мощная ударная волна уже может отражаться от него, распространяясь наружу.

Недавнее трехмерное моделирование показало детали, отсутствующие в прежней модели, – ударная волна вращается. В сообщении, сделанном на этой неделе в журнале Nature, они сообщают, что именно это вращение заставляет разрушающуюся звезду поворачиваться в направлении, противоположном тому, в котором перемещается ударная волна.

Спустя секунду после взрыва вращение уже достаточно стремительно, чтобы получались типичные скорости вращения пульсара (оборот за 300 миллисекунд). «Нас поражает то, что мы получили реально наблюдаемые периоды вращения пульсара».

Но есть и проблемы. Магнитное поле и некоторые другие эффекты должны при этом в самом начале взрыва решительно замедлить ядро звезды, чтобы ударная волна могла набрать нужную скорость. Это заставляет признать, что магнитное поле – более эффективный тормоз, чем предполагали прежние приблизительные оценки. Но группа Джона смотрит на проблему с оптимизмом. «Без эффекта ударной волны, – говорит он, – мы бы не смогли бы объяснить, почему нейтронная звезда замедляется до скорости один оборот за 300 миллисекунд».

Дж. Р. Минкел