Magnetai: neutroninės žvaigždės su smūgiu

Neutronų žvaigždės yra keistai, mįslingi objektai, esantys galaktikoje. Jie buvo tiriami dešimtmečius, nes astronomai gauna geresnius instrumentus, galinčius juos stebėti. Pagalvokite apie drebulį, kietą neutronų rutulį, išsidėsčiusį tankiai į miesto plotą.

Ypač intriguojanti yra viena neutroninių žvaigždžių klasė; jie vadinami „magnatais“. Pavadinimas kilęs iš to, kas jie yra: objektai su ypač galingais magnetiniais laukais. Nors normalios neutroninės žvaigždės turi neįtikėtinai stiprų magnetinį lauką (maždaug 10%)¹² Gaussas tiems, kurie mėgsta sekti šiuos dalykus), magnetarai yra daug kartų galingesni. Patys galingiausi gali būti TRILIONO Gauso aukštyn! Palyginimui, Saulės magnetinio lauko stipris yra apie 1 Gausas; vidutinis lauko stipris Žemėje yra pusė Gauso. (Gausas yra matavimo vienetas, kurį mokslininkai naudoja apibūdinti magnetinio lauko stiprį.)

Taigi, kaip susiformuoja magnetarai? Jis prasideda nuo neutroninės žvaigždės. Jie sukuriami, kai didžiulėje žvaigždėje pritrūksta vandenilio kuro, kad degtų jos šerdyje. Galiausiai žvaigždė praranda išorinį voką ir griūva. Rezultatas yra

Supernovos metu supermasyvios žvaigždės šerdis įsiterpia į rutulį tik apie 40 km (apie 25 mylių) skersai. Paskutinio katastrofiško sprogimo metu šerdis dar labiau griūva, padarydamas neįtikėtinai tankų rutulį, kurio skersmuo yra apie 20 km arba 12 mylių.

Dėl neįtikėtino slėgio vandenilio branduoliai sugeria elektronus ir išskiria neutrinus. Tai, kas liko po branduolio griūties, yra neutronų (kurie yra atominio branduolio komponentai) masė, turinti neįtikėtinai didelį gravitaciją ir labai stiprų magnetinį lauką.

Norėdami gauti magnetuką, jums reikia šiek tiek skirtingų sąlygų, žlugus žvaigždžių šerdims, kurios sukuria galutinę šerdį, kuri sukasi labai lėtai, bet taip pat turi daug stipresnį magnetinį lauką.

Buvo pastebėta pora dešimčių žinomų magnatrų, kiti galimi dar tiriami. Tarp artimiausių yra žvaigždžių spiečius, aptiktas maždaug 16 000 šviesmečių atstumu nuo mūsų. Grupė vadinama Westerlund 1, joje yra keletas masyviausių pagrindinių sekų žvaigždžių visata. Kai kurie iš šių milžinų yra tokie dideli, kad jų atmosfera būtų pasiekusi Saturno orbitą, o daugelis jų šviečia kaip milijonas Saulių.

Žvaigždės šioje klasteryje yra gana nepaprastos. Kadangi visos jos yra nuo 30 iki 40 kartų didesnės už Saulės masę, tai taip pat daro klasterį gana jauną. (Masyvesnės žvaigždės sensta greičiau.) Bet tai taip pat reiškia, kad žvaigždės, kurios jau paliko pagrindinė seka turėjo ne mažiau kaip 35 saulės mases. Tai savaime nėra stulbinantis atradimas, tačiau po to įvykusio magnetaro aptikimas Westerlundo 1 viduryje drebėjo per astronomijos pasaulį.

Paprastai neutroninės žvaigždės (taigi ir magnetai) susidaro, kai 10–25 saulės masės žvaigždžių žvaigždė palieka pagrindinę seką ir miršta didžiulėje supernovoje. Tačiau visos Westerlund 1 žvaigždės susiformavo beveik tuo pačiu metu (ir atsižvelgiant į masė yra pagrindinis senėjimo greičio faktorius) originali žvaigždė turėjo būti didesnė nei 40 saulės spindulių mišių.

Neaišku, kodėl ši žvaigždė nesugriuvo į juodąją skylę. Viena galimybė yra tai, kad galbūt magnetai susiformuoja visiškai kitaip nei normalios neutroninės žvaigždės. Galbūt buvo žvaigždė, bendraujanti su besivystančia žvaigžde, todėl ji per anksti išleido didžiąją dalį savo energijos. Nemažai daikto masės galėjo ištrūkti, palikdami per mažai, kad visiškai išsivystytų į juodąją skylę. Tačiau kompaniono neaptikta. Žinoma, žvaigždė kompanionė galėjo būti sunaikinta vykstant energetinėms sąveikoms su magneto pirmtaku. Aišku, astronomai turi ištirti šiuos objektus, kad suprastų daugiau apie juos ir kaip jie formuojasi.

Nepaisant to, kad gimsta magnetalas, jo nepaprastai galingas magnetinis laukas yra labiausiai apibūdinanti jo savybė. Net 600 mylių atstumu nuo magnetaro lauko stipris būtų toks didelis, kad pažodžiui prasiskverbtų žmogaus audinys. Jei magnetas pasklistų pusiaukelėje tarp Žemės ir Mėnulio, jo magnetinis laukas būtų pakankamai stiprus, kad pakiltų metalinius daiktus, tokius kaip rašikliai ar sąvaržėlės iš kišenės, ir visiškai demagnetizuokite visas jūsų turimas kredito korteles Žemė. Tai dar ne viskas. Aplink juos esanti radiacijos aplinka būtų nepaprastai pavojinga. Šie magnetiniai laukai yra tokie galingi, kad dalelių greitėjimą lengvai sukuria rentgeno spinduliuotė ir gama spindulys fotonai, didžiausia energija visata.

Redagavo ir atnaujino Carolyn Collins Petersen.