Моделирование изменения температуры на далеких звездах

Новые исследования помогают ответить на один из больших вопросов, который озадачивает астрофизиков в течение последних 30 лет - что вызывает изменение яркости далеких звезд, называемых магнетарами.
Магнетары были сформированы из звездных взрывов или сверхновых, и они имеют чрезвычайно сильные магнитные поля, примерно, в миллион раз больше, чем магнитное поле Земли.
Магнитное поле на каждом магнетаре генерирует интенсивное тепло и рентгеновские лучи. Магнетар настолько силен, что влияет на физические свойства материи, особенно на то, как тепло проходит через кору звезды и через ее поверхность, создавая вариации яркости, которые озадачили астрофизиков и астрономов.
Группа ученых, возглавляемая доктором Андреем Игошевым из Лидского университета, разработала математическую модель, которая имитирует то, как магнитное поле нарушает общепринятое представление о равномерном распределении тепла, что приводит к более горячим и холодным областям, где может быть разница в температуре в миллион градусов Цельсия.
Эти более горячие и более холодные области испускают рентгеновские лучи различной интенсивности - и именно это изменение интенсивности рентгеновского излучения наблюдается как изменение яркости космическими телескопами.
Результаты исследования - "сильные тороидальные магнитные поля, необходимые для спокойного рентгеновского излучения магнетаров" - были опубликованы сегодня в журнале Nature Astronomy. Исследование финансировалось Советом по научно-техническим объектам (STFC).
Доктор Игошев из Школы математики в Лидсе сказал: "Мы видим эту постоянную картину горячих и холодных областей. Наша модель - основанная на физике магнитных полей и физике тепла - предсказывает размер, местоположение и температуру этих областей - и при этом помогает объяснить данные, полученные с помощью спутниковых телескопов в течение нескольких десятилетий, и которые заставили астрономов ломать головы над тем, почему яркость магнетаров, казалось, менялась. Наши исследования включали формулировку математических уравнений, описывающих, как работает физика магнитных полей и распределение тепла. Формулировка этих уравнений требовала времени. Большой проблемой было написание компьютерного кода для решения уравнений - это заняло более трех лет".
После того как код был написан, потребовался суперкомпьютер для решения уравнений, что позволило ученым разработать свою прогностическую модель.
Команда использовала финансируемые STFC суперкомпьютерные установки DiRAC в Лестерском университете.
Доктор Игошев сказал, что после того, как модель была разработана, ее предсказания были проверены на основе данных, собранных космическими обсерваториями. Модель оказалась правильной в десяти случаях из 19.
Магнетары, изученные в рамках исследования, находятся в Млечном Пути и обычно находятся на расстоянии 15 тысяч световых лет.....