Как плазма сквозь мощные магнитные поля нейтронных звезд проникает.

Это открытие поможет понять поведение плазмы в магнитных полях и сделает возможным термоядерный синтез плазмы на земле.

Новые расчеты физиков приблизили человечество к пониманию того, как вещество, падая на нейтронные звезды, вызывает мощные рентгеновские вспышки. Таким образом, если к мертвой звезде притягивается достаточное количество плазмы, то она может пробивать мощное магнитное поле звезды и попадать в ее атмосферу
. Это часть давней неразгаданной тайны аккреции нейтронных звезд и рентгеновских вспышек на них.
"Исследование началось с абстрактных вопросов, - рассказывает физик плазмы Рассел кулсруд из принстонской лаборатории физики плазмы. - как может вещество звезды - компаньона прорваться сквозь мощное магнитное поле нейтронной звезды и вызвать рентгеновское излучение, и что вызывает наблюдаемые изменения в этих полях? Нейтронные звезды - одни из самых плотных объектов во вселенной. Плотнее только черные дыры. Это останки звезд масса которых при жизни 8-30 солнечных масс составляла. Внешняя оболочка звезды разлетается в результате взрыва сверхновой, а ядро звезды гравитационно коллапсирует, образуя компактную сверхплотную сферу. Через миллионы лет это ядро перестает даже светиться. Магнитные поля нейтронных звезд в триллионы раз сильнее, чем у земли. Иногда рядом с нейтронными звездами есть звезда - компаньон, которая "Кормит" мертвую сестру своим материалом. При этом материал образует диск вокруг нейтронной звезды, который набирает энергию по мере ускорения вращения под влиянием гравитации мертвой звезды. Эта энергия в виде рентгеновского излучения на полюсах звезды высвобождается. И физикам было непонятно, как плазма может проходить через столь мощное магнитное поле.
К счастью, у кульсруда было свободное время для расчетов: "Когда Началась Пандемия, и все Сидели по Домам, я Решил Рассмотреть эту Загадку Нейтронной Звезды", - говорит он.
Вместе с коллегой астрофизиком Рашидом сюняевым из института астрофизики Макса планка в Германии они провели математическое моделирование, чтобы выяснить, прикрепляется ли плазма к магнитному полю, увлекая его за собой, или ей удается проскользнуть внутрь, не нарушив магнитное поле.
Вторая версия верной оказалась. В случае если масса падающей плазмы достаточно высока, она оказывает гравитационное давление на магнитное поле. Это вызывает каскад колебаний силы магнитного поля, приводящий к нестабильности, что и позволяет плазме проскальзывать внутрь.
Когда плазма оказывается по ту сторону, она следует вдоль силовых линий магнитного поля нейтронной звезды к полюсам, где аккрецируется. Плазма, накапливающаяся на полюсах, становится слишком тяжелой и не может оставаться на поверхности, погружаясь в нейтронную звезду. Внутреннее давление на полюсах со временем заставляет плазму растекаться по всей поверхности нейтронной звезды, и тогда высвобождается энергия в виде рентгеновского излучения. "Дополнительная масса на поверхности нейтронной звезды может исказить внешнюю область магнитного поля звезды, - говорит кульсруд. - если вы наблюдаете за звездой, вы должны заметить, что излучение, испускаемое ее магнитным полем, будет постепенно меняться".
В течение нескольких десятков тысяч лет нейтронная звезда будет постепенно увеличивать свою массу, а также радиус - примерно на 1 миллиметр в год. В конечном итоге будет достигнуто устойчивое состояние ее магнитного поля.